CC BY
86
соответствует ^-потенциалу частиц ±70 мВ. Для водной дисперсии частиц Au (А = 33,4-10 20 Дж) критический диаметр соответствует ^-потенциалу частиц, превышающему 100 мВ.
Так проявляется размерный эффект в динамике агрегации наночастиц.
Библиографические ссылки:
1. Izaguirre J.A., Catarello D.P., Wozniak J.M., Skeel R.D. // J. Chem. Phys. 2001. Vol. 114. p. 2090-2098.
2. Visser J. // Adv. Colloid and Interface Sci. 1972. No. 3. p. 331-363.
УДК 544.77
А.И. Шарапаев, А.Г. Мурадова, Е.В. Юртов
Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева, Москва, Россия
ПОЛУЧЕНИЕ МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ НА ОСНОВЕ МАГНЕТИТА И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИ ПРИЕМЛЕМЫХ ПОЛИМЕРОВ ДЛЯ МРТ-ДИАГНОСТИКИ
В данной работе были синтезированы гидрофобные и гидрофильные наночастицы магнетита. Было проведено исследование устойчивости к агрегации и седиментации гидрофильных наночастиц Fe304 в водном растворителе. В работе была рассмотрена возможность включения наночастиц магнетита в частицы сополимера молочной и гликолевой кислот (PLGA) и распределение магнитных частиц в образующихся гибридных частицах.
In the present work hydrophobic and hydrophilic nanoparticles of magnetite were synthesized. The stability to aggregation and sedimentation of hydrophilic nanoparticles Fe304 in aqueous solvent study was conducted. In the present work the inclusion of nanoparticles of magnetite in the particles of poly (lactic-co-glycolic acid) and the distribution of magnetic particles in the resulting hybrid particles were considered.
Магнитные наночастицы находят широкое применение во многих отраслях медицины и промышленности. В медицине применяются в качестве контрастного средства в магнитно-резонансной томографии (МРТ), в качестве транспортного агента для направленной доставки лекарственных средств и т.д. В промышленности возможно применение магнитных частиц в качестве основы для покрытий функционального назначения, в качестве основы для создания магнитных жидкостей и т.д.
Для медицинских применений магнитных наночастиц важную роль играет возможность создания устойчивых коллоидных растворов частиц, биосовместимость, а также возможность присоединения векторных компонентов к частицам.
Особое место в ряду магнитных наноматериалов занимают наночастицы магнетита (Fe0Fe203) в виду их доступности, высокой технологичности процессов получения и низкой токсичности для живых организмов.
Целью данной работы было исследование устойчивости к агрегации и седиментации гидрофильных наночастиц Fe304 в водном растворителе, а также создание наночастиц на основе фармацевтически приемлемых полимеров (биоразлагаемых, биосовместимых, низкотоксичных) для МРТ-диагностики.
В качестве фармацевтически приемлемого полимера был использован сополимер молочной и гликолевой кислот 50/50 PLGA (Resomer 502H).
В качестве магнитных наночастиц были использованы следующие материалы:
1) гидрофобные наночастицы (НЧ) Fe3O4, стабилизированные олеиновой кислотой;
2) гидрофильные НЧ Fe3O4, стабилизированные декстраном.
Получение магнитных наночастиц стабилизированных олеиновой
кислотой проводилось по нижеприведенной методике.
При интенсивном перемешивании смеси солей двух- и трехвалентного железа в молярном соотношении 1:2 к раствору покапельно добавляли раствор гидроксида аммония (25% об.) до достижения pH=10. В щелочной раствор добавляли поверхностно-активное вещество (ПАВ) В качестве ПАВ использовали олеиновую кислоту. Осадок магнитных частиц 3-4 раза промывали водой для удаления неорганических солей, а затем промывали ацетоном для удаления избытка неадсорбированного ПАВ.
Получение магнитных наночастиц, стабилизированных декстраном, проводилось по нижеприведенной методике.
При интенсивном перемешивании смеси солей двух- и трехвалентного железа в молярном соотношении 1:2 к раствору по каплям добавляли раствор гидроксида аммония (25% об.) до достижения pH=10. Смесь перемешивали в течение часа при 80°С. Осадок промывали бидистиллированной до pH~7 и активировали поверхность частиц раствором HCl до значения pH=1,2. Подкисленный раствор выдерживался в течение суток при температуре 25°С. В полученный раствор вводили 20% раствор декстрана (М.в. 70000), после чего pH смеси доводили до значения pH= 4,5.
Технология получения гидрофобных наночастиц Fe3O4 была отработана, а также исследована устойчивость наночастиц Fe3O4 в неполярном растворителе CH2Cl2.
Характеристики гидрофобных наночастиц (НЧ) Fe3O4, стабилизированные олеиновой кислотой и диспергированные в растворителе представлены в табл. 1.
Табл. 1. Характеристика гидрофобных магнитных наночастиц
No Образец Средний диаметр, нм £ потенциал, mV
Гидрофобные НЧ
1 Магнетит Fe3O4 стабилизированный олеиновой кислотой ~10 +51.3±0.96
В рамках выполнения работы проводилось исследование устойчивости к агрегации и седиментации, гидрофильных наночастиц Fe3O4 в воде.
Образцы гидрофильных наночастиц (НЧ) Fe3O4, были исследованы при помощи анализатора Zetasizer Nano ZS (Malvern, Великобритания), принцип работы которого основан на методе динамического светорассеивания.
В результате исследования были выявлены следующие закономерности:
1) наибольшей стабильностью к агрегации и седиментации характеризуются системы с отношением массы декстрана к массе магнетита -4:1.
2) зависимость размера наночастиц Fe3O4, полученных частиц от pH имеет максимум при рН~6,5
180
О +
□ 1 23456789
РН
Рис. 1. Зависимость диаметра частиц покрытых декстраном от рН
3) ^-потенциал получаемых частиц практически линейно падает при повышении pH, как показано на рис. 2.
Рис. 2. Зависимость ^-потенциала частиц покрытых декстраном от pH
Гидрофобные наночастицы Fe3O4 вводили в полимерные частицы на стадии формирования последних. Полимерные частицы на основе полилактидов получали методом одинарных (w/o) эмульсий с последующим удалением органического растворителя [1].
Технология получения гибридных наночастиц на основе PLGA и частиц магнетита, стабилизированного олеиновой кислотой, хорошо отработана и получены следующие данные: ^-потенциал -26.6±1.35 мВ, средний диаметр 137.2±0.92 нм, PDI 0,125±0,008.
Микрофотографии (SEM) полученных частиц представлены ниже на рис. 3-4. Как видно из рисунка 3, магнитные НЧ включены в полимерные частицы на основе PLGA. Показано, что гидрофобные магнитные частицы,
стабилизированные олеиновой кислотой, распределены в полимере довольно равномерно.
Рис. 3. Микрофотографии гибридных НЧ Рис. 4. Микрофотография гибридных магнетит/PLGA: A) transmission electron НЧ магнетит/PLGA (transmission
microscope JEM-100CXII, Jeol, Japan; b) electron microscope JEM-100CXII, Jeol, scanning electron microscope Jeol JSM-6700F Japan
_(Jeol Ltd., Japan)__
Таким образом, в ходе выполнения работы было установлено, что зависимости от условий получения гибридных наночастиц магнетит/PLGA возможно включение в их состав гидрофобных наночастиц Fe3O4. Однако, исследования по процессу включения магнитных частиц в частицы полимерного материала и проведение дополнительных работ по изучению процесса образования гидрофильных магнитных частиц, стабилизированных декстраном и процесса их включения в полимерные частицы, продолжаются.
Библиографические ссылки:
1. L. Ngaboni Okassa, H. Marchais, L. Douziech-Eyrolles,S. CohenJonathan, M. Souc'e, P. Dubois, I. Chourpa. Int J Pharm 302 (2005) 187-196. Development and characterization of sub-micron poly(d,l-lactide-co-glycolide) particles loaded with magnetite/maghemite nanoparticles.
