Hızlı Arama
PEG 200 DİLAURAT
9005-02-1
Yaygın olarak PEG 200 DILAURATE olarak anılan Polietilen Glikol 200 Dilaurat, bir eksipiyan ve aktif bileşen olarak farmasötik üretim dahil olmak üzere çok çeşitli alanlarda kullanılan bir polieter bileşiğidir. Düşük toksisitesi nedeniyle sulu ve susuz ortamlarda çeşitli yüzeyler için bir yağlayıcı kaplama, çok yüksek ozmotik basınçlar oluşturmak için biyokimyada bir reaktif, gaz kromatografisi için bir polar sabit faz ve bir bağlayıcı olarak kullanılabilir. Spectrum tarafından sağlanan derecelendirilmemiş ürünler, genel endüstriyel kullanım veya araştırma amaçlarına uygun bir sınıfın göstergesidir ve tipik olarak insan tüketimi veya terapötik kullanım için uygun değildir.
Eş anlamlı:
PEG-4 Dilaurate; ; Glikol dilaurat; Etilen glikol dilaurat; 624-04-4; Etilen dilaurat; Etilen laurat; Dodekanoik asit, 1,2-etandiil ester; Etilen glikol didodekanoat; UNII-9O691KKR2A; 2-dodekanoiloksietil dodekanoat; 9O691KKR2A; Dodekanoik asit, 1,1 '- (1,2-etandiil) ester; Laurik asit, etilen ester; PEG-4 Dilaurate; PEG-6 Dilaurate; PEG-8 Dilaurate; PEG-12 Dilaurate; PEG-20 Dilaurate; PEG-32 Dilaurate; PEG-75 Dilaurate; PEG-150 Dilaurate; Polioksietilen (2) dilaurat; Polioksietilen (4) dilaurat; Polioksietilen (6) dilaurat; Polioksietilen (8) dilaurat; Polioksietilen (12) dilaurat; Polioksietilen (20) dilaurat; Polioksietilen (32) dilaurat; Polioksietilen (75) dilaurat; Polioksietilen (150) dilaurat; Oksidi-2,1-etandiil dodekanoat; Polietilen glikol (2) dilaurat; Polietilen glikol 100 dilaurat; Polietilen glikol 200 dilaurat; Polietilen glikol 300 dilaurat; Polietilen glikol 400 dilaurat; Polietilen glikol 600 dilaurat; Polietilen glikol 1000 dilaurat; Polietilen glikol 1540 dilaurat; Polietilen glikol 4000 dilaurat; Polietilen glikol 6000 dilaurat; EINECS 210-827-0; NSC 406565; AI3-03485; Dodekanoik asit, oksidi-2,1-etandiil ester; UNII-9G87YOO1GV; UNII-FC11NGP7E6; UNII-FQ9T18W7BU; 9G87YOO1GV; FC11NGP7E6; FQ9T18W7BU; UNII-4U29QAW23A; UNII-8N26TNM70C UNII-9J99P5NN1F; UNII-KCR71CW036; UNII-TWV5J70L88; 9005-02-1; SCHEMBL461558; UNII-CF607I8E19; UNII-K881554QIN; etan-1,2-diyl didodekanoat; 1,2-Dilauroil etilen glikol; 4U29QAW23A; 8N26TNM70C; 9J99P5NN1F; KCR71CW036; TWV5J70L88; DTXSID0060779; CF607I8E19; Dodekanoik asit, 2-etandiil ester; K881554QIN; Laurik asit, 1,2-etandiil ester; Laurik asit, etilen ester (8CI); 6744AF; NSC406565; ZINC95680706; Poli (oksi-1,2-etandiil), alfa- (1-oksododesil) -omega - ((1-oksododesil) oksi) -; NSC-406565; DB-054155; FT-0632625; D-4250; Q27272813
Polietilen glikol (PEG), endüstriyel imalattan tıbba kadar birçok uygulamaya sahip bir polieter bileşiğidir.
Polietilen glikol, genel formül H (OCH2CH2) nOH ile etilen oksit ve suyun yoğunlaşma polimerleridir, burada n, tipik olarak 4 ila yaklaşık 180 arasında tekrar eden oksietilen gruplarının ortalama sayısıdır. N = 2 ila n = 4, saf bileşikler olarak üretilen sırasıyla dietilen glikol, trietilen glikol ve tetraetilen glikoldur. 700'e kadar olan düşük moleküler ağırlıklı bileşikler, donma noktası -10 C'den (dietilen glikol) olan renksiz, kokusuz viskoz sıvılar iken, 1000'den daha yüksek moleküler ağırlığa sahip polimerize bileşikler, n 180 için 67 C'ye kadar erime noktasına sahip mum benzeri katılardır. (PEG), ortalama moleküler ağırlıkları gösteren sayısal bir son ek ile kombinasyon halinde adlandırılır. PEG'in ortak bir özelliği suda çözünür olması gibi görünmektedir. Aromatik hidrokarbonlar (alifatikler değil) dahil birçok organik çözücüde de çözünür. Emülsifiye edici maddeler ve deterjanlar yapmak için ve plastikleştiriciler, nemlendiriciler ve suda çözünür tekstil yağlayıcıları olarak kullanılırlar Polietilen glikol toksik değildir, kokusuzdur, nötrdür, yağlayıcıdır, uçucu değildir ve tahriş edici değildir ve çeşitli ilaçlarda ve ilaçlarda kullanılır. çözücü, dağıtma ajanı, merhem ve fitil bazları, araç ve tablet eksipiyanı olarak. Lipofilik bileşikler, etoksillenmiş etilen oksittir (poliglikollerin monomeri), böylece hedef bileşikler hidrofilik (suda çözünür) içerir. Bir moleküldeki çift işlevlilik, yüzey aktif maddelerin temel özelliklerini sağlar. Düşük HLB (Hidrofilik-Lipofilik Denge) değerleri sergileyen yağ asitleri daha çok lipofilik (veya hidrofobik); lipidler (veya suda çözünmez) için bir afiniteye sahip olma, birleşme eğiliminde olma veya çözünme yeteneğine sahip olma. Etoksillenmiş yağ asitleri yüksek HLB değerleri sergileyen hidrofilikler iken; su için afiniteye sahip olmak; suda kolayca emilir veya çözülür. Yağ asidi tipi ve etilen oksidin mol sayısı, uygun uygulamalar için çeşitli HLB değerleri sağlar. Neredeyse sonsuz etoksillenmiş bileşik vardır. PEG'in ortalama moleküler ağırlıkları ve suda çözünür özelliği ile kombinasyon halinde, yağ asitlerinin geniş zincir uzunlukları, doğrudan veya dolaylı olarak uygun uygulama seçimleri için aynı fiziksel ve kimyasal özellikleri sağlar.
• HLB numaraları aşağıdaki özellikleri tanımlar:
• <10: Yağda çözünür (veya suda çözünmez)
•> 10: Suda Çözünür
• 4-8: Köpük Önleyici
• 7-11: Yağda su emülsiyonu
• 12-16: Suda yağ emülsiyonu
• 11-14: İyi Islatma
• 12-15: İyi temizlik
• 16-20: Sabitleniyor
• Yağ asidi bileşiklerinin HLB değerleri:
Polietilen Glikol (PEG) Esterler, toksik olmayan ve iritasyon yapmayan noniyonik emülgatörlerdir. Yağ asitlerinin polietilen glikollerle esterleştirilmesiyle hazırlanırlar. Düşük moleküler ağırlıklı PEG Esterleri, susuz sistemlerde çalışmak için yağda çözünürdür. Yüksek moleküler esterler suda çözünür olup, sulu sistemlerde kullanılabilir. Polietilen Glikol Esterler emülgatör olarak ve emülsifer karışımlarının, koyulaştırıcı, reçine plastikleştirici, yumuşatıcı, opaklaştırıcı, yayma ajanı, ıslatma ve dispersiyon ajanı ve viskozite kontrol ajanlarının formüle edilmesinde kullanılır. Ayrıca metal işleme, kağıt hamuru, kağıt, tekstil ve lateks boyalar için köpük giderici olarak uygulamaları vardır.
YENİLİK PEG 200, ortalama molar kütlesi 200 g / mol olan bir etilen glikol polimeridir. Kaplama ve yapıştırıcılarda solvent ve nemlendirici olarak kullanılır.
Ürüne Genel Bakış
YENİLİK PEG 200, düşük moleküler ağırlıklı bir polietilen glikol polimerdir. Mükemmel suda çözünürlüğü yüksek derecede kayganlık ile birleştirir. NOVELUTION PEG 200, esnekliği artırmak ve çatlamayı önlemek için genellikle plastiklerde ve ahşap işlemlerinde nemlendirici olarak kullanılır. Kaplamalarda ve yapıştırıcılarda da bu şekilde açık kalma süresini ayarlamak için kullanılır. YENİLİKLER PEG 200 ayrıca viskoziteyi düşürmek ve donma-çözülme kararlılığını iyileştirmek için kaplamalar, mürekkepler, boyalar ve yapıştırıcılarda bir çözücü olarak kullanılır. YENİLİK PEG 200 ayrıca emülgatörlerin ve reoloji değiştiricilerin üretiminde ara ürün olarak da yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ürün Özellikleri
Ort. Moleküler Ağırlık: 200 g / mol
Etilen Oksit Birimleri: 4
Ücretsiz EO, ppm: 1 maks.
Hidroksil sayısı, mg KOH / g: 534-590
Su, ağırlıkça%: maksimum 0.4
pH, suda% 10: 4,5-7,5
Renkli, APhA, mg Pt / L: 20 maks.
Katılaşma Aralığı, ° C: -55 - -40
Suda Çözünürlük @ 20 ° C: Tam
Viskozite @ 20 ° C, mPas: 60-70
Yoğunluk @ 20 ° C, g / ml: 1.124
Higroskopisite (gliserin = 100): 70
Özgül Isı @ 20 ° C, kJ / Kg K: 2,1
Özgül Isı @ 125 ° C, kJ / Kg K: 2.5
Birincil Kimya: Polietilen Glikol
Özellikler ve Faydalar
Suda çözünür
Düşük moleküler ağırlık
Biyobozunur
Yüksek Kayganlık
Nemlendirici
Nem kaybından kaynaklanan plastik ve ahşabın çatlaması.
Yeterli açık kalma süresi olmayan boyalar, kaplamalar, yapıştırıcılar ve mürekkepler.
. Bileşik Listesi: Etilen oksit (75-21-8) * Bu Referans Standardı, Etilen Oksitin tanımlanması ve miktarının belirlenmesi için kullanılacaktır.
PEG'ler Dilaurate ve PEGs Laurate, yüzey aktif maddeler - emülsifiye edici ajanlar olarak çok çeşitli kozmetik formülasyonlarda kullanılan polietilen glikol ve laurik asidin sırasıyla diesterleri ve monoesterleridir. PEG esterleri, yağ asitlerinin etoksilasyonu ile üretilir. Genel olarak, etoksillenmiş yağ asitleri, etoksilasyonun bir yan ürünü olarak 1,4-dioksan içerebilir. Bitmiş üründe reaktanların kalıntıları (yağ asidi, etilen oksit ve herhangi bir katalizör) kalabilir.
Mevcut kullanım yoğunluğu verileri mevcut değildi; önceden bildirilen en yüksek konsantrasyon% 25'ti. PEG'ler Dilaurate ve PEG Laurate, PEGs Stearate ve PEGs Distearate'e ve bileşenlere (Polietilen Glikol ve Laurik Asit) benzer; bunların tümü önceki güvenlik değerlendirmelerinde ele alınmıştır. PEG'ler, hasarlı deriden kolaylıkla emildi. Laurik Asit gibi yağ asitleri hayvanlarda ve insanlarda emilir, sindirilir ve taşınır. PEG-12 Laurate'nin akut oral LD50'si farelerde> 25 g / kg idi. Kısa süreli beslenme çalışmalarında, PEG'ler Laurate gastrointestinal sistemi tahriş ediyordu, ancak nekrotizan değildi. Kronik oral toksisite çalışmalarında, birkaç dokuda karaciğer hasarı ve hiperplazi olduğuna dair bazı kanıtlar vardı. Genel olarak, PEG monomeri, etilen glikol ve bazı monoalkil eterlerinin üreme ve gelişimsel toksinler olduğu kabul edilmektedir. Bu esterler ve diesterler kimyasal olarak PEG alkil eterlerinden farklıdır ve ters üreme veya gelişimsel etkilere neden olmaları beklenmez. Gerçek çalışmalarda, PEGs Stearate ve PEGs Distearate üreme veya gelişim toksisitesine neden olmadı ve kanserojen değildi. Aynı şekilde, PEG'ler de kanserojen değildi.
PEG bazlı bir kremle tedavi edilen yanık hastalarında duyarlılık ve nefrotoksisite gözlemlenmesine rağmen, sağlam deri ile yapılan çalışmalarda sistemik toksisite veya duyarlılık kanıtı bulunmamıştır. 1,4-dioksan reaksiyon ürününün ve reaksiyona girmemiş etilen oksit tortularının olası mevcudiyetinden dolayı, bunları kozmetik formülasyonlar halinde harmanlamadan önce bunları PEG Dilaurate ve PEGs Laurate bileşenlerinden çıkarmak için uygun prosedürlerin kullanılması gerektiği düşünülmüştür. PEG Dilaurate ve PEGs Laurate ile ilgili sınırlı verilere, bileşen bileşenlerine ilişkin mevcut verilere ve benzer PEG yağ asidi esterlerine ilişkin mevcut verilere dayanarak, PEG-2, -4, -6, - 8, -12, -20, -32, -75 ve -150 Dilaurate; PEG-2, -4, -8, -9, -10, -12, -14, -20, -32, -75, -150 ve -200 Laurate; ve PEG-2 Laurate SE, kozmetikte% 25'e varan konsantrasyonlarda kullanım için güvenlidir.
Polietilen Glikol (PEG) Dilaurate ve PEG Laurate bileşenleri, hindistancevizi yağı doğal olarak oluşan bir yağlı asit olan laurik asitten üretilir. PEG Dilaurate ve PEG Laurate bileşenleri, laurik asidin belirli sayıda birim etilen oksit ile reaksiyona sokulmasıyla üretilir. Ortalama etilen oksit birimi sayısı, bileşen adındaki sayı ile belirtilir.
Kimyasal Kullanım Alanları:
• PEG hidrofilik bir molekül olduğundan, tek moleküllü floresan çalışmalarında proteinlerin spesifik olmayan yapışmasını önlemek için mikroskop cam slaytlarını pasifleştirmek için kullanılmıştır. [13]
• Polietilen glikol düşük toksisiteye sahiptir ve çeşitli ürünlerde kullanılmaktadır. [14] Polimer, sulu ve susuz ortamlarda çeşitli yüzeyler için kayganlaştırıcı bir kaplama olarak kullanılır. [15]
• PEG esnek, suda çözünür bir polimer olduğundan, çok yüksek ozmotik basınçlar oluşturmak için kullanılabilir (onlarca atmosfer mertebesinde). Ayrıca biyolojik kimyasallarla belirli etkileşimlerin olması olası değildir. Bu özellikler, PEG'yi, özellikle ozmotik stres tekniğini kullanırken, biyokimya ve biyomembran deneylerinde ozmotik basınç uygulamak için en yararlı moleküllerden biri yapar.
• Polietilen glikol, aynı zamanda, elektronik test cihazlarında bir ısı transfer sıvısının yanı sıra, gaz kromatografisi için bir polar sabit faz olarak da yaygın olarak kullanılmaktadır.
• PEG genellikle kütle spektrometresi deneylerinde kullanılır (dahili bir kalibrasyon bileşiği olarak), karakteristik parçalanma modeli doğru ve tekrarlanabilir ayarlamaya izin verir.
• Sürfaktan olarak dar aralıklı etoksilatlar gibi PEG türevleri kullanılır.
• PEG, bazı polimerleri oluşturmak için kullanılan amfifilik blok kopolimerlerin hidrofilik bloğu olarak kullanılmıştır.
Biyolojik kullanımlar
PEG modifiye edilebilir ve bir hidrojele çapraz bağlanabilir ve hücre kapsüllemesi ve çalışmalar için hücre dışı matris (ECM) ortamını taklit etmek için kullanılabilir.
Endotel hücrelerinin ve makrofajların kapsüllenmesi ile vasküler ortamları yeniden oluşturmak için PEG-Diakrilat hidrojeller kullanılarak örnek bir çalışma yapılmıştır. Bu model, vasküler hastalık modellemesini ve izole makrofaj fenotipinin kan damarları üzerindeki etkisini daha da ileri götürdü. [
PEG, oldukça kalabalık hücresel koşulları taklit etmek için in vitro tahlillerde yaygın olarak bir kalabalıklaştırıcı ajan olarak kullanılır.
PEG, genellikle plazmit DNA izolasyonu ve protein kristalizasyonu için bir çökeltici olarak kullanılır. Protein kristallerinin X ışını kırınımı, proteinlerin atomik yapısını ortaya çıkarabilir.
PEG poliollerinden türetilen polimer segmentleri, elastomerik lifler (spandeks) ve köpük yastıklar gibi uygulamalar için poliüretanlara esneklik kazandırır.
Mikrobiyolojide, virüsleri yoğunlaştırmak için PEG çökeltmesi kullanılır. PEG ayrıca in vitro olarak yeniden oluşturulan lipozomlarda tam füzyonu (hem iç hem de dış yaprakçıkların karıştırılması) indüklemek için kullanılır.
Gen terapi vektörleri (virüsler gibi), onları bağışıklık sistemi tarafından inaktivasyondan korumak ve onları birikebilecekleri ve toksik etkiye sahip olabilecekleri organlardan uzaklaştırmak için PEG ile kaplanabilir. [25] PEG polimerinin boyutunun önemli olduğu, daha büyük polimerlerin en iyi bağışıklık korumasını sağladığı görülmüştür.
PEG, in vivo kullanım için siRNA'yı paketlemek için kullanılan stabil nükleik asit lipid partiküllerinin (SNALP'ler) bir bileşenidir.
Kan bankacılığında PEG, antijenlerin ve antikorların tespitini arttırmak için güçlendirici olarak kullanılır.
Laboratuar ortamında fenol ile çalışırken, PEG 300, herhangi bir kalıntı fenolü devre dışı bırakmak için fenol cilt yanıklarında kullanılabilir.
Biyofizikte, polietilen glikoller, işleyen iyon kanalları çap çalışmaları için tercih edilen moleküllerdir, çünkü sulu çözeltilerde küresel bir şekle sahiptirler ve iyon kanalı iletkenliğini bloke edebilirler.
Ticari kullanımlar:
PEG, pek çok cilt kreminin (setomakrogol gibi) ve kişisel kayganlaştırıcıların (sıklıkla gliserinle birlikte) temelidir.
PEG, bir dizi diş macununda dağıtıcı olarak kullanılır. Bu uygulamada suyu bağlar ve ksantan sakızının diş macunu boyunca eşit olarak dağılmasına yardımcı olur.
PEG ayrıca vücut zırhında ve diyabeti izlemek için dövmelerde kullanılmak üzere araştırılmaktadır.
Düşük moleküler ağırlıklı formülasyonlarda (örneğin PEG 400), Hewlett-Packard designjet yazıcılarda mürekkep çözücü ve baskı kafaları için yağlayıcı olarak kullanılır.
PEG ayrıca yiyecek ve içeceklerde köpük önleyici olarak kullanılır - INS numarası AB'de 1521 veya E1521'dir.
Endüstriyel kullanımlar:
Trident II denizaltından fırlatılan balistik füze katı roket yakıtında nitrat esterle plastikleştirilmiş polietilen glikol (NEPE-75) kullanılır.
PEG'nin dimetil eterleri, sentez gazı akışından karbondioksit ve hidrojen sülfidi uzaklaştırmak için kömür yakan, entegre gazlaştırma kombine çevrim (IGCC) enerji santralleri tarafından kullanılan bir çözücü olan Selexol'ün temel bileşenidir.
PEG, bir yalıtıcıda süper iletkenliği indüklemek için elektrikli çift katmanlı bir transistörde kapı yalıtıcısı olarak kullanılmıştır.
PEG ayrıca katı polimer elektroniği için bir polimer konakçı olarak kullanılır.
Henüz ticari üretimde olmamasına rağmen, dünya çapında pek çok grup, özelliklerini iyileştirmek ve pillerde, elektro-krom görüntü sistemlerinde ve diğer ürünlerde kullanılmasına izin vermek amacıyla PEG içeren katı polimer elektrolitler üzerine araştırmalar yapmaktadır. gelecek.
PEG, ayırma ekipmanında köpürmeyi azaltmak için endüstriyel işlemlere enjekte edilir.
PEG, teknik seramiklerin hazırlanmasında bağlayıcı olarak kullanılır.
Eğlence amaçlı kullanımlar
PEG, çok büyük sabun baloncuklarının boyutunu ve dayanıklılığını artırmak için kullanılır.
PEG, birçok kişisel kayganlaştırıcının ana bileşenidir. (Propilen glikol ile karıştırılmamalıdır.)
PEG, paintball'larda boyanın ("dolgu" olarak bilinir) ana maddesidir.
Suda çözünür. Bu kimyasal yanıcıdır. POLİETİLEN GLYCOL 200 ısıya dayanıklıdır ve birçok kimyasal maddeye karşı inerttir; normal koşullar altında hidrolize olmayacak veya bozulmayacaktır. Bu malzemenin bazı plastikler üzerinde çözücü etkisi vardır.
Dikkatli kullanın: Bu reaktif grup sınıflandırmasına sahip sıvıların aşağıda listelenen emici ile reaksiyona girdiği bilinmektedir.
Öz
Çözücü olarak polietilen glikol (PEG200) kullanan solvotermal indirgeme yöntemi ile demir oksit manyetik nanopartiküller (IOMNP'ler) başarıyla sentezlenmiştir. Sentezlendiği haliyle IOMNP'ler, çok dağınıktır, oldukça kristaldir ve kübik bir şekil sergiler. IOMNP'lerin boyutu, reaksiyon süresine ve sentez yönteminde kullanılan manyetik öncü ile PEG200 arasındaki orana büyük ölçüde bağlıdır. Düşük manyetik öncü / PEG200 oranında, kübik IOMNP'ler çok yüzlü IOMNP'lerle birlikte bulunur. IOMNP'lerin yapısı ve morfolojisi çok çeşitli teknikler kullanılarak kapsamlı bir şekilde araştırıldı: TEM, XRD, XPS, FTIR ve RAMAN. XPS analizi, IOMNP'lerin, PEG200 ve asetattan dış yüzey fonksiyonel grupları üzerinde bir kristalin manyetit çekirdek içerdiğini gösterdi. IOMNP yüzeyinde fiziksel olarak soğurulmuş PEG200'ün varlığı FT-IR spektroskopisi ile hafifçe tespit edilir. IOMNP'lerin yüzeyi, RAMAN spektroskopisi ve Fe2p XP spektrumlarında uydu tepe noktalarının oluşması ile kanıtlandığı üzere maghemite oksidasyona uğrar. Toz üzerinde yapılan manyetik çalışmalar, IOMNP'lerin engelleme sıcaklığının (TB) yaklaşık 300 K olduğunu ve 160 ile 170 Oe arasında bir zorlayıcı alan sergilediğini göstermektedir. TB'nin altında, alan soğutmalı (FC) eğriler içbükey olur ve IOMNP'ler arasında güçlü manyetik dipol-dipol etkileşimlerinin ortaya çıktığını gösteren bir plato tanımlar. Suda dağılan IOMNP'ler için azalan nanopartikül konsantrasyonları ile spesifik absorpsiyon oranı (SAR) değerleri artar. 60 kA / m manyetik alan genliğine kadar incelenen uygulanan manyetik alana SAR bağımlılığı, 1700 W / g'ye kadar doygunluk değerlerine sahip sigmoid bir şekil sunar. IOMNP'leri PEG600 (sıvı) ve PEG1000 (katı) içinde dağıtarak, SAR değerlerinin% 50 veya 75 oranında düştüğü bulundu, bu da çözücü içindeki Brownian sürtünmesinin IOMNP'lerin ısıtma gücüne ana katkıda bulunduğunu gösteriyor.
Arka fon
Son yıllarda, kapsamlı araştırmalar, manyetik rezonans görüntüleme için kontrast maddeler, hedeflenen ilaç / gen / RNA gibi çoklu biyomedikal uygulamalar için ideal adaylar olarak onları ilerletebilecek yeni ve çekici özelliklere sahip manyetik nanopartiküllerin (MNP'ler) sentezine odaklanmıştır. manyetik hipertermi için ısı jeneratörleri ve biyomoleküler türlerin manyetik ayrılması ve saflaştırılması. Şimdiye kadar geliştirilen tüm manyetik nanopartikül (MNP) türleri arasında, Fe3O4, ABD Gıda ve İlaç Dairesi tarafından klinik kullanım için onaylanmış tek MNP türüdür. Harici bir manyetik alanla etkileşimlerinin bir sonucu olarak ısı yayma yeteneklerinden yararlanarak, bu MNP'ler son zamanlarda prostat ve beyin kanseri tedavisi için, daha yüksek ısıtmaya dayanan bir teknik olan manyetik hipertermi yoluyla birkaç klinik çalışmada kullanılmıştır. sağlıklı olanlara kıyasla kanser hücrelerinin ısınmaya duyarlılığı.
Bir harici alternatif manyetik alana maruz kaldığında, ortama salınan ısı miktarının, özel kayıp gücü (SLP) olarak da adlandırılan MNP'ye özgü soğurma oranına (SAR) bağlı olduğu iyi bilinmektedir. Bu nedenle, SAR (enerjinin belirli bir frekansta nanopartikül birim kütlesi başına adsorbe edilme oranına eşittir), MNP ısıtma verimliliği yeteneklerini açıklayan önemli parametrelerden biri haline gelmiştir. SAR'ın, harici alternatif manyetik alanın hem frekansını (f) hem de genliğini (H) artırarak önemli ölçüde yükseltilebileceği gösterilmiştir. Bazı fizyolojik hususlara dayanarak, iki parametrenin maksimum izin verilen değerleri biyolojik uygulamalarda sınırlıdır, yani H × f faktörü 5 × 109 Am − 1s − 1 eşik değerini aşmamalıdır. İnsan uygulamaları için, bu eşik değerin üzerindeki çeşitli yan etkilerin ortaya çıkması hesaba katılmalıdır. SAR, aynı zamanda, MNP'lerin boyutları, biçimleri gibi çeşitli içsel parametrelerine de büyük ölçüde bağlıdır.
dağılma, kimyasal bileşim, yüzey kaplama ve doygunluk manyetizasyonu. Sonuç olarak, bu özelliklerin dikkatlice kontrol edilmesi ve ayarlanmasıyla, bunların hipertermi performansında önemli bir artış sağlanabileceği yaygın olarak kabul edilmektedir.
Bu bilimsel bağlamda, olağanüstü SAR değerlerine sahip MNP'lerin mühendisliği amacıyla şimdiye kadar çok sayıda sentetik yöntem geliştirilmiştir. SAR değerleri açısından en iyi Fe3O4 nanopartikülleri (NP'ler) hidrolitik olmayan termal ayrıştırma yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Manyetik öncüllerin organik çözücüler içinde termal ayrışmasını içeren bu teknik, tek kristallik ve kontrollü boyuta sahip tek dağılmış küresel veya kübik Fe3O4 NP'lerin mühendisliğini sağlar. Son raporlar, küresel Fe3O4 NP'lerin 400 ila 700 W / g (boyutlarına bağlı olarak) arasında SAR değerleri sergilediğini, Feridex'in ticari olarak temin edilebilen Fe3O4 NP'lerinden (115 W / g) yaklaşık beş kat daha yüksek olduğunu göstermiştir. Son zamanlarda kübik bir şekil sergileyen Fe3O4 NP'ler için binlerce W / g'ye kadar daha yüksek SAR değerleri bildirilmiştir. Nihai amaç, bu Fe3O4 nanopartiküllerini insan klinik uygulamaları için kullanmak olduğundan, hidrofobik karakterlerini biyouyumlu, hidrofilik bir karaktere dönüştürmek zorunlu hale geldi. Bu sorunun üstesinden gelmek için, esas olarak bunların biyo-uyumlu hidrofilik moleküllerle kaplanmasından oluşan farklı stratejiler önerilmiştir. Şimdiye kadar kullanılan çok çeşitli biyopolimerler arasında, polietilen glikol (PEG) büyük bir umut vadediyor gibi görünüyor. PEG, biyolojik olarak güvenli ve parçalanabilir bir polimerdir, sulu çözeltilerde yüksek oranda çözünür, MNP'nin kendi kendine toplanmasını ve plazma proteinlerinin istenmeyen adsorpsiyonunu (opsonizasyon) yüzeylerine engeller. PEG, nanopartikül yüzeyine bağlanabilen gruplara sahip olmadığından, kimyasal olarak olabilir. nanopartikül yüzeyine daha fazla bağlanmasını sağlayan aktif fonksiyonel grupların eklenmesiyle modifiye edilmiştir. Yakın zamanda yapılan bir çalışmada, PEG ile işlevselleştirme üzerine sağlanan biyouyumlu hidrofilik karakterin yanı sıra, fosforile metoksiPEG ile Fe3O4 NP'lerin yüzey kaplamasının SAR değerinde önemli bir artışa neden olduğu gösterilmiştir. Öte yandan, hidrofilik MNP'lerin oluşumunda ilave aşamalardan kaçınmak için, mükemmel suda çözünürlük sergileyen MNP'lerin sentezi için farklı sentez yaklaşımları geliştirilmiştir. Manyetik öncüllerin yüksek sıcaklıklarda sıvı polioldeki MNP'lere indirgenmesine dayanan ve oda sıcaklığında monodisperse, oldukça kristalli ve süperparamanyetik MNP'lere yol açan poliol işlemi buna bir örnektir. En çok kullanılan poliol sınıfları arasında etilen bulunabilir. glikol, di-etilen glikol, try-etilen glikol ve tetra-etilen glikol. Gümüş veya altın nanopartiküllerin mühendisliğinde indirgeyici ve stabilize edici ajan olarak farklı moleküler ağırlıklara sahip PEG yaygın olarak kullanılmış olsa da, MNP üretme kapasitesi test edilmemiştir şimdiye kadar.
Bu çalışmada, Deng ve ark. Tarafından geliştirilen sentez yöntemini, suda çözünür demir oksit manyetik nanopartiküllerin (IOMNPs) tek aşamalı sentez yönteminde çözücü olarak PEG200 (moleküler ağırlık 200 g / mol) ile değiştirerek genişletiyoruz. ). Yaklaşımımız, Deng ve diğerleri tarafından bildirilen küresel şekil yerine kübik şekil sergileyen çoklu dağılmış F3O4 manyetik nanopartiküllere yol açtı. Ortalama kenar uzunluğu, reaksiyon süresi ve PEG200 miktarı değiştirilerek ayarlanabilir. IOMNP'lerin yapısal özellikleri ve yüzey bileşimi TEM, XRD, XPS, FT-IR ve Raman spektroskopisi gibi çeşitli tamamlayıcı tekniklerle kapsamlı bir şekilde araştırılmıştır. VSM tarafından araştırılan manyetik özellikler, IOMNP'lerin oda sıcaklığında ferromanyetik davranışına işaret ederek, suda toplanmalarına yol açan güçlü bir dipol-dipol inter-partikül etkileşimini işaret etmektedir. Buna rağmen biyolojik sınıra yakın H × f faktörlerinde sudaki IOMNP'lerin ısınma hızı (0.5 mg / ml) 910 ile 1700 W / g arasındaki değerlere ulaşmaktadır.
Yöntemler
Bu çalışmada kullanılan tüm reaktifler analitik derecedeydi ve daha fazla saflaştırılmadan kullanıldı. Manyetik nanopartiküllerin sentezi şu ürünlerle gerçekleştirilmiştir: demir (III) klorür hekzahidrat (FeCl3 6H2O) (Roth, ≥98%), polietilen glikol 200 (PEG200) (Roth, ≥% 99) ve sodyum asetat trihidrat ( NaAc) (Roth, -% 99.5).
Demir oksit manyetik nanopartiküllerinin hazırlanması için genel sentetik prosedür aşağıdaki gibiydi: FeCl3 6H2O (0.675 g) ve sodyum asetat (NaAc) (1.8 g), 60 veya 90 ml PEG200 içinde karıştırıldı ve çözündürüldü. Çözeltiler, oda sıcaklığında 30 dakika iyice karıştırıldı, kapalı cam şişelere aktarıldı ve 6, 8, 10 ve 12 saat boyunca 240 ° C'de ısıtıldı. Nihai sıcaklığa, 43 ve 5 ° C / dakikalık ısıtma hızlarında ulaşıldı. Cam şişeler, oda sıcaklığında soğumaya bırakıldı, fazla sıvı boşaltıldı ve elde edilen siyah çökeltiler, birkaç kez o sıcaklıkta etanol ile yıkandı.
fazla ligandları ve reaksiyona girmemiş öncüleri uzaklaştırmak için rder. Son olarak, siyah çökeltiler dağıtıldı ve daha fazla analiz için iki kez damıtılmış suda tutuldu.
TEM görüntüleri, 80 kV'de çalışan bir Mega VIEW III kamera (Olympus, Yumuşak Görüntüleme Sistemi, Münster, Almanya) ile donatılmış bir Jeol JEM 1010 transmisyon elektron mikroskobu (Jeol Ltd., Tokyo, Japonya) üzerinde alınmıştır. TEM incelemesi için, her solüsyondan 5 µl damlalar karbon kaplı bakır ızgaralar üzerine bırakıldı. 1 dakika sonra fazla su, filtre kağıdı ile çıkarıldı ve numuneler, ortam havası altında kurumaya bırakıldı.
X-ışını kırınımı (XRD) ölçümleri, Cu Ka radyasyonu kullanılarak bir Bruker D8 Advance difraktometre üzerinde oda sıcaklığında toz numuneleri üzerinde gerçekleştirildi. Kafes parametreleri ve faz yüzdeleri FullProf yazılımı kullanılarak hesaplandı.
XPS ölçümleri, 14 kV ve 20 mA'da ve 10rom9 mbar'dan daha düşük bir basınçta monokromatize Al Kα radyasyonu (1486.69 eV) ile donatılmış bir SPECS PHOIBOS 150 MCD cihazı ile gerçekleştirilmiştir. Bağlanma enerjisi ölçeği, 285 eV'de C1s fotoelektron zirvesine referansla yüklenmiştir. Örnek şarjını en aza indirmek için tüm ölçümlerde düşük enerjili bir elektron taşma tabancası kullanıldı. Örneklerin en dış tabakasındaki (yüzeyden yaklaşık 5 nm derinlikte) element kompozisyonu, Shirley tipi bir arka plan varsayılarak anket spektrumundaki karakteristik fotoelektron çizgilerinin alanlarından tahmin edildi. Yüksek çözünürlüklü spektrumlar, 30 eV'lik analizör geçiş enerjisi kullanılarak 0.05 eV'lik adımlarla kaydedildi. Spektra ters evrişim, Casa XPS (Casa Software Ltd., UK) ile gerçekleştirildi.
Toz IOMNP'ler, sodyum asetat ve PEG200'ün orta kızılötesi spektrumu, ZnSe kristali ile tek yansımalı bir ATR aksesuarı kullanılarak zayıflatılmış toplam yansıtma (ATR) modunda bir Jasco 4000 FTIR spektrometre üzerinde kaydedildi. Algılama sistemi bir DTGS dedektöründen oluşuyordu, kaydedilen FT-IR spektrumunun spektral çözünürlüğü 4 cm-1 idi.
Raman ölçümleri, multilaser eş odaklı Renishaw InVia Reflex Raman spektrometresi kullanılarak kaydedildi. Dalgaboyu kalibrasyonu, bir silikon dalga tamponu kullanılarak gerçekleştirildi. Bir He – Ne lazerin 633 nm lazer çizgisi uyarma kaynağı olarak kullanıldı. Raman spektrumları, 50 × objektif ve 10-20 sn'lik bir edinim süresi ile alüminyum kaplı cam üzerine biriktirilen toz üzerine kaydedildi; yayan lazer gücü ise 15 mW ve maksimum 150 mW arasında değişiyordu. Spektrometrenin spektral çözünürlüğü 0,5 cm-1 idi.
Dinamik ışık saçılımı (DLS) ölçümleri, 90 ° 'lik bir konfigürasyonda bir Zetasizer Nano ZS90 (Malvern Instruments, Worcestershire, UK) kullanılarak alındı. Her numune için 30 ölçümlük bir döngü gerçekleştirildi.
Manyetik ölçümler, Cryogenic Limited tarafından üretilen titreşimli numune manyetometresi (VSM) kullanılarak, harici uygulamalı alanlarda 2 T'ye kadar 4–300 K sıcaklık aralığında gerçekleştirildi.
Hipertermi ölçümleri, Ambrell (Scottsville, NY, ABD) tarafından sağlanan manyetik ısıtma sistemi Easy Heat 0224 ile kaydedildi. Numuneler, genellikle farklı konsantrasyonlarda 0.5 ml IOMNP süspansiyonu, cihazın uzak ısı istasyonuna bağlı 8 dönüşlü bir bobinin ortasına, termal olarak yalıtılmış bir şişeye yerleştirildi. Bu kurulumla, bobinin merkezinde 65 kA / m'ye kadar güçte ve 100 ile 400 kHz arasında frekanslarda alternatif manyetik alanlar oluşturuldu. Sıcaklık, şişenin ortasına yerleştirilmiş, bir bilgisayara bağlanmış ve her saniye sıcaklık değerlerini sağlayan bir fiber optik sonda kullanılarak ölçülmüştür. Kurulumun kalibrasyonu, zamana karşı sıcaklık değişiminin kayıt protokolü ve SAR hesaplaması "Ek Dosya" içinde kısaca açıklanmıştır.
Sonuçlar ve tartışma
IOMNP'lerin Yapısal Karakterizasyonu
Yukarıda bahsedildiği gibi, polietilen glikol (PEG), MNP'lerin sentezinde bir indirgeme ajanı olarak test edilmemiştir. Bu yazıda, bir solvotermal sistemde sodyum asetat varlığında PEG200 tarafından FeCl3'ün indirgenme reaksiyonu, birkaç manyetik öncü / PEG200 oranı için gerçekleştirilmiştir. Bu bağlamda, manyetik öncü miktarını 0.675 g olarak sabitlerken, PEG200'ün hacmi kademeli olarak 10'dan 120 ml'ye çıkarıldı. 60 ml'nin altındaki PEG200 hacimleri için IOMNP'lerin sentezlenemediği gözlendi. IOMNP'lerin oluşumu 60 ml PEG200 için başlar. TEM boyut analizi, 6 saat boyunca 240 ° C'de 60 ml PEG200'de sentezlenen IOMNP'lerin kübik bir şekle sahip olduğunu ve geniş bir kenar uzunluğu dağılımı ile poli-dağıldığını gösterir; ortalama kenar uzunluğu 128 nm'dir. IOMNP'lerin kübik şekli, 240 ° C'lik nihai reaksiyon sıcaklığına ulaşmak için kullanılan sıcaklık oranı 5 ° C / dakikaya düşürülürse korunur. Bu durumda, kübik IOMNP'lerin ortalama kenar uzunluğu 139 nm'ye çıkar. Daha önce bildirilen sonuçlara göre, düşük bir ısıtma hızının, daha düşük sıcaklıklarda çekirdeklenmeyi teşvik ettiğine ve böylece birkaç tohum oluşumunu sağladığına inanılmaktadır. Bir kez oluşturulduktan sonra, tohumlar daha fazla çekirdeklenmeyi h monomerleri hızla tüketerek ve böylece daha büyük nanopartiküller geliştirerek yüksek sıcaklıklar. Çoklu dağılmış IOMNP'lerin kübik kenar uzunlukları, 240 ° C'deki reaksiyon süresi 6 saatten uzun olduğu için daha da artar. 8 veya 10 saatlik reaksiyon süresinde önemli bir değişiklik gözlenmedi. 12 saatlik bir reaksiyon süresinden başlayarak, poli-dağılmış kübik IOMNP'lerin ortalama kübik kenar uzunluklarında 230 nm'ye önemli bir artış gözlendi.
Ayrıca, PEG200 hacmi, reaksiyon koşulu değiştirilmeden tutularak 90 ml'ye çıkarıldı. Bu durumda TEM görüntüleri, poli-dağılmış kübik ve çok yüzlü IOMNP'lerin daha düşük boyutlarda bir arada varlığını sergiledi. Beklendiği gibi, IOMNP'lerin boyutu reaksiyon süresiyle kademeli olarak arttı. Örneğin, 240 ° C'de 6 saatlik bir reaksiyon süresi için, IOMNP'lerin ortalama boyutu 30 nm iken, 12 saat için ortalama boyut 48 nm civarında artar. PEG200 hacmi 120 ml'ye yükseltildiğinde morfolojide ve boyutta önemli bir değişiklik gözlenmedi. PEG200 kaynamaya başladığında reaksiyon sıcaklıklarını 240 ° C'nin üzerine çıkaramayacağımızı belirtmekte fayda var. Ayrıca 240 ° C'nin altında nanopartikül sentezi gerçekleştirilemez. Aynı zamanda, 240 ° C'lik bir reaksiyon sıcaklığı için sentez, yalnızca 6 saatten uzun reaksiyon süreleri için tamamlanabilir. Sonuç olarak, önerilen solvotermal sistemde indirgeyici ajan olarak PEG200 kullanan IOMNP'lerin oluşumu, en az 60 ml PEG200, 240 ° C sıcaklık ve minimum 6 saatlik bir reaksiyon süresi gerektirir. Örnekler ayrıca DLS ile analiz edildi ve IOMNP'lerin hidrodinamik çapları 400 ile 800 nm arasında bulundu, bu da IOMNP'lerin sulu çözeltilerde toplandığını, ancak örnekler aşağıda tartışıldığı gibi tetrametilamonyum hidroksit (TMAOH) ile işlem gördü. Bu nedenle, IOMNP'lerin hem boyutunu hem de şeklini daha fazla karakterize etmek için DLS uygulaması sınırlıdır.
Zahmetli hidrolitik olmayan yöntemlerle sentezlenen kübik IOMNP'lerin suda çözünürlüğü, daha önce bildirildiği gibi ligand değişim reaksiyonuna dayalı ek bir adımla elde edilebilir. Burada sunulan prosedür - tek adımlı bir süreçte - indirgeyici ajan olarak PEG200 kullanılarak çok hızlı ve kolay bir şekilde suda çözünür kübik IOMNP'lerin sentezine izin verir. Dahası, poliol aracılı sentezde kullanılan poliollerin, küresel bir şekle sahip yüksek kaliteli suya dayanıklı IOMNP'lerin hazırlanmasını sağladığı dikkate alındığında, PEG200'ün aynı zamanda bir şekil yönlendirici ajan olarak da görev yaptığı ve böylece her iki kübik yapıya yol açtığı düşünülebilir. veya çok yüzlü IOMNP'ler. PEG200 miktarının artması üzerine IOMNP şeklinin değişimi, manyetik öncü / yüzey aktif madde oranına bağlı olabilir. Belirli bir yüzey üzerinde yüzey aktif maddenin seçici adsorpsiyonu yüzey enerjisine bağlı olduğundan ve yüksek endeksli kristalografi düzlemleri daha yüksek yüzey enerjisine sahip olduğundan, IOMNP'ler, ve düzlemleri gibi düşük endeksli düzlemlerle çevrelenme eğiliminde olacaktır. Oleik asit varlığında farklı MNP'lerin büyüme mekanizması üzerine yapılan önceki çalışmalara dayanarak, PEG200'ün (110) yüzeyinde birikme eğiliminde olacağı, bu yönde daha hızlı bir büyümeye neden olacağı ve böylece kübik oluşumuna yol açacağı tahmin edilebilir. IOMNP'ler. PEG200 miktarı arttığında, hem yönde hem de yönde rekabet eden bir büyüme olacak ve bu da çok yüzlü IOMNP'lerin oluşumuyla sonuçlanacaktır.
Oda sıcaklığında 6, 8, 10 ve 12 saat boyunca 60 ul 90 ml PEG200'de sentezlenen IOMNP'lerin tipik XRD modelleri sunulmaktadır. 60 ml PEG200'de hazırlanan IOMNP'ler söz konusu olduğunda XRD modelleri bir arada varoluşu ortaya koymaktadır iki aşamalı. Kırınım tepe noktalarının konumu ve göreceli yoğunlukları, iki fazı manyetit Fe3O4 ve hematit α-Fe2O3'e bağlamaktadır. Nanopartiküllerin ortalama boyutu 100 nm'den büyük olduğundan, XRD desenlerinde bulunan tüm kırınım zirveleri keskindir. Dört numune için karşılık gelen kafes parametreleri Ek dosya 1: Tablo S1'de listelenmiştir ve yığın numunelerinkine çok kapalıdır (Fe3O4 için a = 8.375 Å ve a = 5.037 Å, c = 13.771 Å α-Fe2O3 için). Ek dosya 1: Tablo S1'de, her iki kristal fazın (Fe3O4 ve α-Fe2O3) yüzde konsantrasyonları, deneysel XRD verilerimize göre hesaplanır. Hematit konsantrasyonunun manyetit konsantrasyonuna göre çok düşük olduğu ve reaksiyon süresinin bir fonksiyonu olarak rastgele değiştiği gözlemlenebilir.
90 ml PEG200'de hazırlanan nanopartiküller, konum ve kırınım zirvelerinin nispi yoğunluklarıyla gösterildiği gibi, yığın manyetit için standart XRD verileriyle iyi eşleşen gelişmiş bir kristallik gösterdi. Dahası, ürünlerin yüksek saflığını gösteren başka herhangi bir fazın zirvesi gözlenmez. Tozların siyah rengi, numunelerin esas olarak manyetit fazı içermesi ve aynı spinel yapıya ve çok benzer XRD modeline sahip maghemit (kahverengi) içermediği gerçeğinin bir başka teyidi olarak düşünülebilir. Bu örnekler için kafes parametreleri bunlara yakındır f dökme malzeme. 60 ml PEG200 kullanılarak sentezlenen numuneler için ek bir hematit fazının oluşumu, oksidatif koşullar altında spinel yapılı demir oksidin bir kısmının dönüşümü ile açıklanabilir. PEG200'ün daha büyük miktarda eklenmesinin (90 ml PEG200 kullanılarak yapılan sentez) hematit fazının oluşumunu engellediği ve daha önce bildirildiği gibi spinel yapısının oksidasyon derecesini düşürdüğü gözlemlenmiştir.
IOMNP'lerin Yüzey Kompozisyonu
X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), MNP'lerin en dıştaki 5-10 nm'sini araştıran, yüzeye duyarlı bir tekniktir. Şekil 4, 60 ve 90 ml PEG200'de sentezlenen IOMNP'lerin Fe2p, O1s ve C1s XP spektrumlarını gösterir. Analiz edilen tüm numunelerin Fe2p XPS spektrumları, makro ölçekli kristalize Fe3O4 ile benzerdir. Fe2p spektrumları, içinde sunulan prosedüre göre ayrıştırılmıştır ve sonuç olarak her bölge (Fe2p1 / 2 ve Fe2p3 / 2) beş tepe toplamına dekonvolüsyon yapılabilir. Fe2p3 / 2 bölgesi için, 709.4 eV'deki en düşük bağlanma enerjisi zirvesi, 714.4 eV'de karşılık gelen bir uyduya sahip olan Fe2 + oktahedral türlere atfedilir. Fe3 + oktahedral ve tetrahedral türleri, 710.5 ve 711.8 eV bağlanma enerjilerinde bulunurken, uyduları 718.6 eV'de bulunur. Ve'ye göre, çok küçük MNP'ler (yaklaşık 10 nm) XPS spektrumlarında zayıf bir uydu yapısını indükler. Bizim durumumuzda, gözlemlenen uydu zirveleri önceki çalışmalarda bildirilenlerden daha yoğundur ve Fe2 + ve Fe3 + sallama özellikleri kolayca çözülebilir, bu da IOMNP boyutunun 100 nm'den büyük olduğunu kanıtlar çünkü TEM ve XRD'miz tarafından daha da onaylanmıştır. analizi. 90 ml PEG200'de hazırlanan numuneler için, uydu zirveleri, ilgili Fe3O4 MNP'lerin, 60 ml PEG200'de hazırlanan muadillerine kıyasla daha küçük bir boyut sergilediğini gösterecek şekilde önemli ölçüde azaltılır. Bu gözlem aynı zamanda TEM görüntüleri ile makul şekilde desteklenmektedir. Çok düşük bağlanma enerjisinde (704.6 eV) bulunan tepe, araçsal bir artefakttır. 60 veya 90 ml PEG200'de hazırlanan numuneler için Fe2 + / Fe3 + oranı, Fe3O4 stokiyometrisinden beklenen tahmini 0,5 değerine yakındır. Bununla birlikte, tüm örneklerin Fe2p XPS spektrumlarındaki uydu zirveleri, IOMNP'lerin yüzeyinin kısmen oksitlendiğini göstermektedir.
Bu sorunu açıklığa kavuşturmak için, O1s ve C1s spektrumlarının ayrıntılı bir analizi gerçekleştirildi. O1'lerin ve C1s XPS bölgelerinin ters evrişimi, IOMNP'lerin yüzeyinde bulunan elementlerin kimyasal ortam değişiklikleri ile ilgili bilgi sağlar. O1s elektronlarının XPS profilinde görülebileceği gibi, üç farklı ortamda oksijene karşılık gelen üç tepe halinde ayrışabilir. Literatüre göre, aşağıdaki gibi atfedilebilirler: 528.7 eV - manyetitin Fe-O (kafes oksijen) bileşenindeki oksijen; 530 eV - O-H, O-C ve O = C bileşenlerinde oksijen; ve 521.6 eV — karboksilat parçasının çift dişli bağındaki oksijen OC = O. C1s XP spektrumunun ters evrişimi, literatüre göre aşağıdakilere atanabilen üç tepe noktasının varlığını ortaya çıkarır: 285 eV'de alifatik veya alkil karbon, sırasıyla 286.6 eV'de oksijene tek bağlı karbon ve O'ya çift bağlı karbon veya 288.6 eV'de karboksilat kısmından (-OC = O). Burada gösterilmeyen diğer örneklerin (8 ve 10 h) XP spektrumları, Şekil 4'te sunulanlara benzerdir.
O1s XP spektrumlarındaki en yoğun pikin doğası oldukça açık olsa da, hem O1s hem de C1s XPS spektrumlarında ek piklere neden olan kimyasal türlerin kaynağı, bizimkinde meydana gelen olası reaksiyon mekanizmaları dikkate alınarak belirlenebilir. sistemi. Bir tampon olarak kullanılmanın yanı sıra, asetat grupları ayrıca oluşturdukları IOMNP'leri stabilize eder. Bu nedenle, O1'lerde 531.6 eV'de ve C1s'de 288.6 eV'de sinyaller büyük olasılıkla IOMNP yüzeyindeki bu asetat gruplarından kaynaklanmaktadır. Manyetik öncü FeCl3'ün hidrolizi (reaksiyon sisteminde su, sadece kristalohidratlar şeklinde bulunan ilave tuzların bir parçası olarak bulunur), sodyum tarafından nötralize edilen Fe (OH) 3 ve HCl'nin oluşmasına neden olur. O1s ve C1s elektronlarının XP spektrumlarında 532.1 ve 288.2 eV'de zirvelere yol açan iki oksijen atomu aracılığıyla IOMNPS'nin yüzeyine bağlanan CH3COO- oluşan asetat. Yüksek sıcaklık nedeniyle, Fe (OH) 3'ün bir fraksiyonu Fe2O3 oluşturmak için susuz kalırken, Fe (OH) 3'ün geri kalanı PEG200 ile etkileşime girecek ve bunun etkisi altında Fe3 + iyonu Fe2 + 'ya indirgenecektir. Fiziksel emilmiş PEG200'ün C-C, C-O ve C = O bileşenleri ve IOMNP yüzeyine bağlanan asetatın C-H3 grubu, 531.5 eV'de O1s tepe noktası ve 285, 286.6 ve 288.7 eV'de C1s tepe noktasıyla XP spektrumlarında tanımlanır. 90 ml PEG200'de hazırlanan numunelerde 60 ml PEG200'de hazırlanan numunelere göre yüzeydeki Fe içeriği (Ek dosya 1: Tablo S4) azalırken C miktarı artar. Sonuç olarak, 286,6 eV'de C1s zirvesi
C-O'ya karşılık gelen C1s XPS spektrumuna hakimdir
IOMNP'lerin yüzeyinde farklı moleküler türlerin varlığına dair daha fazla kanıt, FT-IR spektroskopisinden elde edilir. Şekil, PEG200 ve sodyum asetatın FT-IR spektrumları ile birlikte 12 saatlik bir reaksiyon süresi için 60 ve 90 ml PEG200'de elde edilen IOMNP'lerin FT-IR spektrumlarını göstermektedir. IOMNP'lerin FT-IR spektrumlarına, Fe3O4 nanopartiküllerinde Fe-O bağına atfedilebilen 540 cm-1 civarında güçlü bir absorpsiyon bandı hakimdir, bu da sentezlenmiş IOMNP'lerin ana fazının Fe3O4 olduğunu gösterir. 650–1450 cm − 1 bölgesinde, PEG200'ün FT-IR spektrumu çeşitli absorpsiyon bantları ile karakterize edilir. C-O bağının titreşim bandına atfedilen, 1062 cm-1'de bulunan bu bölgedeki en yoğun absorpsiyon bandı, IOMNPS'nin FT-IR spektrumlarında zayıf bir şekilde görülebilen PEG200'ün tek absorpsiyon bandıdır. Benzer şekilde, sodyum asetatın karboksil tuzunun 1300 ile 1700 cm-1 arasında bulunan gerilme titreşimleri de IOMNP'lerin FT-IR spektrumlarında zayıf bir şekilde mevcuttur. Bu deneysel gözlemler, IOMNP'lerin yüzeyinde çok küçük miktarlarda PEG200 ve asetat bulunduğunu göstermektedir. XPS ile elde edilenlerle birleştirilen bu bulgular, IOMNP yüzeyinin kısmi oksidasyonu varsayımını desteklemektedir.
IOMNP'lerin oksidasyon derecesini doğrulamak için, IOMNP'leri Raman spektroskopisi aracılığıyla analiz ettik. Bu teknik, IOMNP'lerin farklı aşamaları arasında ayrım yapabilen oksit nanoyapılarının araştırılması için güçlü bir araç olarak ortaya çıkmıştır. Şekil 5b'de görülebileceği gibi (spektrum a), IOMNP tozu üzerinde elde edilen Raman spektrumu 374, 497 ve 708 cm-1 civarında pikler sergiler. Piklerin göreli konumları ve spektrumun genel şekli, manyetit tozunun 250 ° C'de 4 saat tavlanmasıyla elde edilen maghemite benzer. Tavlamadan sonra manyetik tozun renginin siyahtan kahverengiye dönüştüğünü ve bu da maghemit fazına özgü olduğunu unutmayın. Manyetit tozunun 550 ° C'de 6 saat daha fazla tavlanması hematit oluşumuna neden olur. Şekil 5b'deki e spektrumu, hematitin karakteristik titreşim modlarını açıkça göstermektedir. Ayrıca, manyetitin hematite dönüşümü, Raman spektrometresinin uyarma lazeri ile de indüklenebilir. Lazer gücünün maksimum değerine (150 mW) ve entegrasyon süresinin 20 saniyeye yükseltilmesi, hematit fazlarına karşılık gelen farklı piklerin oluşmasına neden olur. Örneğin, hematit fazına karakteristik bir özellik olan 1300 cm-1 civarında ikinci dereceden uzunlamasına bir fonon modunun görüntülenmesi, manyetit giriş hematitinin lazer uyarımı üzerine dönüşümünü doğrular. Maghemit tozuna uygulanan aynı lazer işlemi, hematit fazlarına özgü küçük dalga sayılarında düşük yoğunluklu iki tepe oluşumuna neden olurken, maghemitin üç zirvesi daha iyi çözülmüştür. Maghemit fazı manyetitten çok daha kararlı olduğu için, hematite tam bir dönüşümün daha yüksek enerji gerektireceğine inanılabilir. Bu nedenle, IOMNP'lerin, yüzeyleri maghemit içinde oksitlenmiş Fe3O4 olduğu sonucuna varılabilir.
IOMNP'lerin Manyetik Özellikleri
Tüm numuneler üzerinde yapılan manyetik ölçümler, Fe3O4 MNP'lerin 4 K'da ferromanyetik olduğunu göstermektedir. IOMNP'ler, 62 emu / g ile başlayan ve IOMNP'lerin boyutu arttıkça 79 emu / g'ye ulaşan doygunluk manyetizasyon (Ms) değerleri sergiler. Zorlayıcı alan, daha küçük boyutlu küresel IOMNP'lerin küpü için rapor edilen değerlerle karşılaştırılabilir, 490–584 Oe düzeyindedir. 300 K'da, IOMNP'ler ferromanyetik davranışlarını korurlar ve sırasıyla 60 veya 90 ml PEG200'de sentezlenen IOMNP'ler için 170 ve 160 Oe'lik zorlayıcı alan gösterirler. Doygunluk manyetizasyonları 53,5 ile 70 emu / g arasındaki değerlere düşer. Bu değerler, diğer teknikler kullanılarak sentezlenen kütle manyetit ve daha küçük boyutlu kübik IOMNP'lerin teorik değerlerinden daha düşüktür. Prensip olarak, doygunluk manyetizasyonundaki önemli azalma birkaç faktöre bağlı olabilir: IOMNP'lerin yüzeyine adsorbe edilen farklı moleküllerin varlığı, IOMNP'lerin yüzeyinde dönme etkisi, katyon boşluklarının spinel kristal yapısına oluşumu. Sentez sırasında IOMNP'ler, manyetik çekirdeği çevreleyen manyetik olarak düzensiz bir kabuk olarak kabul edilebilen IOMNP'lerin oksitlenmiş yüzeyi. Bizim durumumuzda, XRD modelleri saf manyetik fazların oluşumunu açıkça gösterdiğinden, PEG ve asetat molekülleri sadece IOMNP'lerin yüzeyine fiziksel olarak soğurulduğundan, kübik manyetik nanopartiküller için dönme eğimi azaldığından, ilk üç faktör atılabilir. Öte yandan, daha önce Fe3O4 NP'lerin maghemite oksidasyonunun doyma manyetizasyonunda 83'ten 70 emu / g'ye önemli bir düşüşe neden olduğu bildirilmişti. Bu nedenle, bizim durumumuzda, IOMNP yüzeyinin oksidasyonunun daha düşük değerden sorumlu ana faktör olduğu sonucuna varmak makul görünmektedir.
oda sıcaklığında doygunluk manyetizasyonunun esleri
