Разработка химико-технологического базиса создания и исследование физических свойств семейства неагломерированных наночастиц с целью использования в качестве средств доставки лекарственных форм в организме, гипертермии злокачественных опухолей, и других биомедицинских приложений: подпрограмма «Наноматериалы и нанотехнологии» ГПНИ «Функциональные и машиностроительные материалы, наноматериалы» : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель В. В. Паньков

Abstract

Объекты исследования: золи и наноразмерные частицы твердых растворов ферритов металлов: γ-Fe2O3, Fe3O4, Со–γ-Fe2O3, Co–Fe3O4, Zn–γ-Fe2O3, Zn–Fe3O4, Mg0,5Mn0,5Fe2O4, Mg0,5Zn0,5Fe2O4, порошки и суспензии ферритов для магнитной гипертермии, для выделения и очистки белков, нуклеиновых кислот, клеток из биологических смесей. Методы исследования и измерений: СЭМ, ПЭМ, РФА, ДСК/ТГ, ЭПР, ИК-спектроскопия, СКВИД-магнитометрия, измерения характеристик в переменном магнитном поле, измерения эффективности сорбции биомолекул. Цель работы: разработка перспективных для биомедицинских приложений нанокомпозиционных материалов на основе твердых растворов ферритов, содержащих неагломерированные частицы, изучение структурных и функциональных свойств. Исследование включает: синтез стабильных золей гидроксидов металлов; разработку и оптимизацию методик пиролиза растворов солей металлов и золей гидроксидов металлов; получение наночастиц твердых растворов ферритов, их структурную характеристику, измерение магнитных характеристик, изучение сорбционной способности функционализированных магнитных частиц. В результате предложен новый подход к синтезу неагломерированных частиц – пламенный пиролиз золей гидроксидов металлов. Синтезированные порошки состоят из индивидуальных сферических наночастиц с размерами, близкими к размерам частиц в исходных золях, и имеют структуру, определяемую условиями их золь-гель синтеза. Оптимизированы методики золь-гель синтеза магнитных материалов на основе оксида железа. Получен материал состава Co-γ-Fe2O3 (2,6 мол. % Co), перспективный для использования в магнитной гипертермии злокачественных опухолей, который превосходит по характеристикам (W = 6 Дж/кг при H = 8•104 А/м) образцы, полученные ранее. Методом пламенного пиролиза получен наноразмерный феррит Mg0,5Zn0,5Fe2O4 с намагниченностью насыщения 32 А•м2кг-1 при 300 К. Синтезированы магнитные наночастицы Zn0,18Fe2,82O4, перспективные для использования в качестве аффинных сорбентов для выделения и очистки биомелекул из сложных по составу смесей. Методом распылительного пиролиза получен пробный материал на основе γ-Fe2O3 с оболочкой диоксида кремния для выделения молекул ДНК.