Адсорбція комплексів цис-дихлордіамінплатини наноструктурами на основі магнетиту
Синтезовано однодоменний магнетит та нанокомпозити Fe₃O₄/димеркаптосукцинова кислота, Fe₃O₄/γ-амінопропілсилоксан, Fe₃O₄/поліакриламід, Fe₃O₄/гідроксоапатит. Вивчено розподіл частинок магнетиту за розмірами та магнетні властивості їх ансамблю. Показано, що розрахунки кривої магнетування магнетної рі...
Saved in:
| Published in: | Металлофизика и новейшие технологии |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104094 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Адсорбція комплексів цис-дихлордіамінплатини наноструктурами на основі магнетиту / О.М. Камінський, Н.В. Кусяк, А.Л. Петрановська, М.В. Абрамов, С.П. Туранська, П.П. Горбик, В.Ф. Чехун // Металлофизика и новейшие технологии. — 2013. — Т. 35, № 3. — С. 389-406. — Бібліогр.: 23 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859593128463302656 |
|---|---|
| author | Камінський, О.М. Кусяк, Н.В. Петрановська, А.Л. Абрамов, М.В. Туранська, С.П. Горбик, П.П. Чехун, В.Ф. |
| author_facet | Камінський, О.М. Кусяк, Н.В. Петрановська, А.Л. Абрамов, М.В. Туранська, С.П. Горбик, П.П. Чехун, В.Ф. |
| citation_txt | Адсорбція комплексів цис-дихлордіамінплатини наноструктурами на основі магнетиту / О.М. Камінський, Н.В. Кусяк, А.Л. Петрановська, М.В. Абрамов, С.П. Туранська, П.П. Горбик, В.Ф. Чехун // Металлофизика и новейшие технологии. — 2013. — Т. 35, № 3. — С. 389-406. — Бібліогр.: 23 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Металлофизика и новейшие технологии |
| description | Синтезовано однодоменний магнетит та нанокомпозити Fe₃O₄/димеркаптосукцинова кислота, Fe₃O₄/γ-амінопропілсилоксан, Fe₃O₄/поліакриламід, Fe₃O₄/гідроксоапатит. Вивчено розподіл частинок магнетиту за розмірами та магнетні властивості їх ансамблю. Показано, що розрахунки кривої магнетування магнетної рідини на основі однодоменного магнетиту в межах теорії мікромагнетизму задовільно узгоджуються з експериментальними результатами у припущенні, що намагнетованість насичення матеріалу частинок залежить від їх розмірів. Досліджено ізотерми та кінетику адсорбції комплексів цис-дихлордіамінплатини нанорозмірним магнетитом та синтезованими наноструктурами з різною хімічною природою поверхні на його основі. Результати перераховано на катіони Pt²⁺. Найкращі адсорбційні параметри спостерігалися у нанокомпозитів Fe₃O₄/поліакриламід та Fe₃O₄/γ-амінопропілсилоксан. Експериментальні дані свідчать про перспективність використання досліджених структур для створення магнеточутливих адсорбентів комплексів цис-дихлордіамінплатини, зокрема, медико-біологічного призначення.
Синтезированы однодоменный магнетит и нанокомпозиты Fe₃O₄/димеркаптосукциновая кислота, Fe₃O₄/ γ-аминопропилсилоксан, Fe₃O₄/полиакриламид, Fe₃O₄/гидроксиапатит. Изучены распределение частиц магнетита по размеру и магнитные свойства их ансамбля. Показано, что расчёты кривой намагниченности магнитной жидкости на основе однодоменного магнетита в рамках теории микромагнетизма удовлетворительно согласуются с экспериментальными результатами в предположении, что намагниченность насыщения материала частиц зависит от их размеров. Исследованы изотермы и кинетика адсорбции комплексов цис-дихлор-диаминплатины наноразмерным магнетитом и синтезированными наноструктурами с различной химической природой поверхности на его основе. Результаты пересчитаны на катионы Pt²⁺. Лучшие адсорбционные параметры наблюдались у нанокомпозитов Fe₃O₄/полиакриламид и Fe₃O₄/γ-аминопропилсилоксан. Экспериментальные данные свидетельствуют о перспективности использования исследованных структур для создания магниточувствительных адсорбентов комплексов цис-дихлордиаминплатины, в частности, медико-биологического назначения.
The synthesis of single-domain magnetite and Fe₃O₄/dimercaptosuccinic acid, Fe₃O₄/γ-aminopropylsiloxane, Fe₃O₄/polyacrylamide, Fe₃O₄/hydroxylapatite nanocomposites is made. Size distribution of magnetite particles and magnetic properties of their ensemble are investigated. As shown, the calculations of magnetization curve of magnetic liquid based on single-domain magnetite within the scope of the micromagnetism theory correlate satisfactorily with the experimental results under assumption that saturation magnetization of material of particles depends on their sizes. The isotherms and kinetics of adsorption of cis-dichlorodiamineplatinum complexes by nanosize magnetite and the synthesized nanostructures with different chemical nature of the surface based on it are studied. The results are recalculated in terms of Pt²⁺ cations. The best adsorption parameters are observed for Fe₃O₄/polyacrylamide and Fe₃O₄/γ-aminopropylsiloxane nanocomposites. The experimental data show that there is the prospect of the investigated-structures’ using for the fabrication of magnetosensitive adsorbents of cis-dichlorodiamineplatinum complexes, in particular, for biomedical applications.
|
| first_indexed | 2025-11-27T16:47:05Z |
| format | Article |
| fulltext |
389
СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА НАНОРАЗМЕРНЫХ
И МЕЗОСКОПИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
PACS numbers:68.43.Mn, 75.50.Mm,75.60.-d,75.75.Cd,75.75.Fk,81.07.Bc, 87.85.-d
Адсорбція комплексів цис-дихлордіамінплатини
наноструктурами на основі магнетиту
О. М. Камінський
*, Н. В. Кусяк
*, А. Л. Петрановська,
М. В. Абрамов, С. П. Туранська, П. П. Горбик, В. Ф. Чехун
**
Інститут хімії поверхні ім. О. О. Чуйка НАН України,
вул. Генерала Наумова, 17,
03164 Київ, Україна
*Житомирський державний університет ім. Івана Франка,
вул. В. Бердичівська, 40,
10008 Житомир, Україна
**Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології
ім. Р. Є. Кавецького НАН України,
вул. Васильківська, 45,
03022 Київ, Україна
Синтезовано однодоменний магнетит та нанокомпозити Fe3O4/димеркап-
тосукцинова кислота, Fe3O4/γ-амінопропілсилоксан, Fe3O4/поліакрил-
амід, Fe3O4/гідроксоапатит. Вивчено розподіл частинок магнетиту за роз-
мірами та магнетні властивості їх ансамблю. Показано, що розрахунки
кривої магнетування магнетної рідини на основі однодоменного магнети-
ту в межах теорії мікромагнетизму задовільно узгоджуються з експери-
ментальними результатами у припущенні, що намагнетованість насичен-
ня матеріалу частинок залежить від їх розмірів. Досліджено ізотерми та
кінетику адсорбції комплексів цис-дихлордіамінплатини нанорозмірним
магнетитом та синтезованими наноструктурами з різною хімічною при-
родою поверхні на його основі. Результати перераховано на катіони Pt2+
.
Найкращі адсорбційні параметри спостерігалися у нанокомпозитів
Fe3O4/поліакриламід та Fe3O4/γ-амінопропілсилоксан. Експериментальні
дані свідчать про перспективність використання досліджених структур
для створення магнеточутливих адсорбентів комплексів цис-дихлордіа-
мінплатини, зокрема, медико-біологічного призначення.
Синтезированы однодоменный магнетит и нанокомпозиты Fe3O4/димер-
каптосукциновая кислота, Fe3O4/ γ-аминопропилсилоксан, Fe3O4/поли-
акриламид, Fe3O4/гидроксиапатит. Изучены распределение частиц маг-
нетита по размеру и магнитные свойства их ансамбля. Показано, что рас-
Металлофиз. новейшие технол. / Metallofiz. Noveishie Tekhnol.
2013, т. 35, № 3, сс. 389—406
Оттиски доступны непосредственно от издателя
Фотокопирование разрешено только
в соответствии с лицензией
© 2013 ИМФ (Институт металлофизики
им. Г. В. Курдюмова НАН Украины)
Напечатано в Украине.
390 О. М. КАМІНСЬКИЙ, Н. В. КУСЯК, А. Л. ПЕТРАНОВСЬКА та ін.
чёты кривой намагниченности магнитной жидкости на основе однодо-
менного магнетита в рамках теории микромагнетизма удовлетворительно
согласуются с экспериментальными результатами в предположении, что
намагниченность насыщения материала частиц зависит от их размеров.
Исследованы изотермы и кинетика адсорбции комплексов цис-дихлор-
диаминплатины наноразмерным магнетитом и синтезированными нано-
структурами с различной химической природой поверхности на его осно-
ве. Результаты пересчитаны на катионы Pt2+
. Лучшие адсорбционные па-
раметры наблюдались у нанокомпозитов Fe3O4/полиакриламид и Fe3O4/γ-
аминопропилсилоксан. Экспериментальные данные свидетельствуют о
перспективности использования исследованных структур для создания
магниточувствительных адсорбентов комплексов цис-дихлордиаминпла-
тины, в частности, медико-биологического назначения.
The synthesis of single-domain magnetite and Fe3O4/dimercaptosuccinic acid,
Fe3O4/γ-aminopropylsiloxane, Fe3O4/polyacrylamide, Fe3O4/hydroxylapatite
nanocomposites is made. Size distribution of magnetite particles and magnet-
ic properties of their ensemble are investigated. As shown, the calculations of
magnetization curve of magnetic liquid based on single-domain magnetite
within the scope of the micromagnetism theory correlate satisfactorily with
the experimental results under assumption that saturation magnetization of
material of particles depends on their sizes. The isotherms and kinetics of ad-
sorption of cis-dichlorodiamineplatinum complexes by nanosize magnetite
and the synthesized nanostructures with different chemical nature of the sur-
face based on it are studied. The results are recalculated in terms of Pt2+
cati-
ons. The best adsorption parameters are observed for Fe3O4/polyacrylamide
and Fe3O4/γ-aminopropylsiloxane nanocomposites. The experimental data
show that there is the prospect of the investigated-structures’ using for the
fabrication of magnetosensitive adsorbents of cis-dichlorodiamineplatinum
complexes, in particular, for biomedical applications.
Ключові слова: магнетит, нанокомпозити, поверхня, цис-дихлордіамін-
платина, адсорбція.
(Отримано 18 лютого 2013 р.; остаточний варіант– 5 березня 2013 р.)
1. ВСТУП
Явище адсорбції складає основу багатьох способів розділення речо-
вин, заснованих на вибірковому концентруванню компонент газо-
вої або рідкої фази на поверхні твердотільного адсорбенту [1]. Ука-
заний метод є ефективним у багатьох випадках, а особливо в тих,
коли інші технології розділення, наприклад, із застосуванням пе-
регонки, систем абсорбції або мембранних технологій, є неефекти-
вними або економічно невигідними. Тому завдання вдосконалення
відомих та вивчення нових адсорбційних процесів набуває все
більш важливого значення при створенні сучасних інноваційних
технологій, вирішенні проблем захисту довкілля тощо та відкриває
АДСОРБЦІЯ КОМПЛЕКСІВ ЦИС-ДИХЛОРДІАМІНПЛАТИНИ 391
нові можливості їх використання.
Розвиток промислових технологій, медицини, біології та біотех-
нології стимулює пошук і впровадження в практику нових сорбен-
тів і сорбційних процесів. Використання сорбентів з магнетними
властивостями значно полегшує завдання розділення та збору ре-
човин і мікробіологічних об’єктів [2, 3]. Застосування нанотехноло-
гій, модифікування і функціоналізації поверхні сорбентів дозволяє
пристосувати їх до експлуатації в різних фізичних, хімічних і біо-
логічних умовах, керувати вибірковістю сорбції [4—10].
В останні роки з’явилася значна кількість публікацій і цікавих
підходів, спрямованих на створення нових ефективних сорбційних
матеріалів широкого функціонального призначення, що характе-
ризуються унікальними властивостями [11]. Однак, як свідчать ре-
зультати огляду наукової та патентної літератури, актуальним за-
вданням залишається створення ефективних сорбентів йонів пла-
тини, зокрема, з рідких середовищ. Як відомо, платина є одним із
найбільш коштовних металів, тому її збір і концентрування з тех-
нологічних відходів є економічно вигідним.
Одним з актуальних напрямів використання сполук платини є
виготовлення медичних препаратів цитотоксичної дії, що застосо-
вуються в багатьох схемах сучасної онкотерапії. На сьогодні най-
ширшого застосування в онкології набули протипухлинні препара-
ти на основі цис-дихлордіамінплатини: цисплатин та його аналоги,
що серійно випускаються в різних країнах у вигляді розчинів та лі-
офілізованих форм. Діючою речовиною цисплатину є сіль Пейроне,
[Pt(NH3)2Cl2], цис-дихлордіамінплатина (II).
Механізм протипухлинної дії цис-дихлордіамінплатини пов’яза-
ний зі здатністю до біфункціонального алкілування ланцюгів ДНК,
що призводить до подальшого пригнічення біосинтезу нуклеїнових
кислот і апоптозу клітин. У початковій фазі період напіввиведення
лікарського препарату з крові τ1/2 складає 20—50 хв., у кінцевій фазі
за нормальної видільної функції нирок 58—73 год., при анурії –
240 год. За 5 діб нирками виводиться 27—43% цисплатину, платину
можна виявити в тканинах протягом 4 місяців після введення.
Важливо зазначити, що побічними ефектами терапії препарата-
ми цис-дихлордіамінплатини є виникнення токсико-алергічних
реакцій організму. Тому, пошук шляхів адсорбційного вилучення
йонів платини з метою детоксикації організму та утилізації лікар-
ських засобів, що втратили придатність, є особливо актуальним.
Дана робота є продовженням досліджень адсорбції важких мета-
лів на поверхні наноструктур на основі магнетиту [5, 10, 12]. Відмі-
тимо, що спосіб адсорбційної іммобілізації лікарського препарату
цисплатин на поверхні магнеточутливих носіїв з модифікованою
поверхнею та поліфункціональних нанокомпозитів з метою ство-
рення нових форм онкологічних лікарських засобів цитотоксично-
392 О. М. КАМІНСЬКИЙ, Н. В. КУСЯК, А. Л. ПЕТРАНОВСЬКА та ін.
го механізму дії, нами використано в низці робіт, наприклад, в [5,
10]. Однак, завдання цілеспрямованих досліджень, присвячених
розробленню новітніх магнеточутливих медико-біологічних адсор-
бентів для вилучення біологічно активних комплексів платини та
детоксикації організму, як свідчать літературні дані, залишається
актуальним, як з наукової, так і прикладної точок зору.
Метою роботи є вивчення адсорбції комплексів цис-дихлордіа-
мінплатини на поверхні нанорозмірного магнетиту (Fe3O4) та нано-
композитів складу Fe3O4/мезо-2,3-димеркаптосукцинова кислота
(ДМСК), Fe3O4/гідроксоапатит (ГА), Fe3O4/γ-амінопропілсилоксан
(γ-АПС), Fe3O4/поліакриламід (ПАА).
2. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА
Задачі роботи охоплювали синтез нанорозмірного однодоменного
магнетиту, хімічне модифікування його поверхні, дослідження ад-
сорбційних властивостей магнетиту і нанокомпозитів з різною хі-
мічною природою поверхні щодо комплексів платини.
Вибір нанорозмірного магнетиту як вихідного матеріалу зумов-
лено його унікальними фізико-хімічними властивостями, прийня-
тною біосумісністю, накопиченим досвідом у галузі модифікування
поверхні, можливостями керування рухом наночастинок у рідких
середовищах за допомогою зовнішнього магнетного поля, застосу-
вання на стадіях розділення та вилучення адсорбентів методом ма-
гнетної сепарації, освоєння промислового виробництва магнетоке-
рованих сорбційних матеріалів.
До особливостей однодоменного стану магнетних частинок мож-
на віднести однорідність намагнетованості при будь-яких значен-
нях і напрямках поля Н, можливість існування не лише в твердоті-
льних феро- і ферімагнетних стопах і сполуках, а також і в рідинах
(суспензіях), які одержують диспергуванням відповідних однодо-
менних частинок у рідких середовищах. Для намагнетування до
насичення зразків суспензій однодоменних феромагнетних части-
нок, розподілених у діамагнетних матрицях, потрібні поля значно
меншої напруженості, ніж у випадку багатодоменних. Створення в
таких системах магнетної текстури, при якій осі легкого намагне-
тування частинок орієнтовані в одному напрямку (вісь текстури),
призводить до збільшення намагнетованості і коерцитивної сили.
Для модифікування поверхні наночастинок магнетиту і синтезу
нанокомпозитів використовували речовини, які відомі своєю біо-
сумісністю з середовищем живого організму і здатністю зв’язувати
катіони металів, зокрема, мезо-2,3-димеркаптосукцинову кислоту,
γ-амінопропілсилоксан, гідроксоапатит, поліакриламід [5, 10—14].
Методики синтезу, структура, властивості і дані стосовно функ-
ціональних груп поверхні досліджених наноструктур досить дета-
АДСОРБЦІЯ КОМПЛЕКСІВ ЦИС-ДИХЛОРДІАМІНПЛАТИНИ 393
льно наведено в [4—6, 10], тому нижче їх наведено з відповідними
посиланнями.
Синтез нанорозмірного магнетиту. Синтез магнетиту [5] здійсню-
вали співосадженням солей заліза згідно з реакцією:
2Fe3+
+ Fe2+
+ 8NH3 + 4H2O → Fe3O4 + 8NH4
+.
Одержаний золь осаджували в магнетному полі, промивали дисти-
льованою водою.
Методами растрової електронної мікроскопії (РЕМ) високої роз-
дільної здатності встановлено, що частинки магнетиту характери-
зувались розмірами 3—24 нм і еліпсоїдною формою. Середній розмір
частинок залежав від умов синтезу, шириною розподілу за розмі-
рами можна було керувати технологічно.
Модифікування поверхні магнетиту мезо-2,3-димеркаптосукцино-
вою кислотою. Модифікування поверхні наночастинок магнетиту
мезо-2,3-димеркаптосукциновою кислотою [5] виконували шляхом
суспендування наважки (50 мг) частинок магнетиту в толуолі (20
мл) з такою ж кількістю ДМСК, розчиненою в 20 мл диметилсуль-
фоксиді (ДМСО). Реакцію виконували за кімнатної температури
впродовж 24 годин. Одержану реакційну суміш центрифугували,
осад промивали етанолом та дистильованою водою.
Наявність тіольних функціональних груп ДМСК на поверхні ма-
гнетиту підвищує стійкість та міцність покриття внаслідок утво-
рення дисульфідних міжмолекулярних містків. Крім того, тіольні
групи дають можливість утворювати дисульфідні містки з цистеї-
ном, а в подальшому приєднуватись до молекул білків, що, в свою
чергу, полегшує виведення ДМСК з організму.
Модифікування поверхні магнетиту γ-АПС. Модифікування повер-
хні наночастинок магнетиту γ-АПС здійснено рідиннофазним спо-
собом у толуолі [15]. Як модифікатор використовували γ-амінопро-
пілтриетоксисилан (γ-АПТЕС), який перед застосуванням витриму-
вали над молекулярними ситами та позбавлялись від олігомерів пе-
регонкою у вакуумі. Магнетит перед модифікуванням витримували
в 10%-розчині γ-АПТЕС у толуолі протягом 8 годин для повного
змочування поверхні.
Модифікування поверхні магнетиту поліакриламідом. Модифіку-
вання поверхні магнетиту поліакриламідом [5] полягало у форму-
ванні покриття на поверхні нанорозмірного магнетиту полімериза-
цією акриламіду зі зшивальним аґентом N,N′-метилен-біс-акрил-
амідом у плазмі жевріючого високочастотного розряду. Аналіз кіне-
тичних кривих титрування подвійних вуглець-вуглецевих зв’язків
свідчив про повну полімеризацію шару акриламіду впродовж 2 хв.
Модифікування поверхні магнетиту гідроксоапатитом. При моди-
фікуванні поверхні магнетиту гідроксоапатитом, необхідну кіль-
кість вихідних компонентів розраховували таким чином, щоб мо-
394 О. М. КАМІНСЬКИЙ, Н. В. КУСЯК, А. Л. ПЕТРАНОВСЬКА та ін.
лярне співвідношення Са:Р було в межах 1,67:1,75 [5]. Покриття
гідроксоапатиту на поверхні високодисперсного магнетиту одержу-
вали золь—ґель-методою згідно з реакцією:
10Са(NO3)2 + 6(NH4)2HPO4 + 8NH3 + 2Н2О → Са10(PO4)6(ОН)2 + 20NH4NO3.
Два водних розчини 0,1 М Са(NO3)2⋅4Н2О та 0,1 М (NH4)2HPO4 до-
водили до рН = 11—15% NH4ОН. Наважку Fe3O4 поміщали в розчин
(NH4)2HPO4, до якого поступово додавали при інтенсивному пере-
мішуванні розчин Ca(NO3)2. Реакційну суміш перемішували протя-
гом 1 год. при нагріванні до 100°C та залишили на 24 год. Утворе-
ний нанокомпозит Fe3O4/ГА промивали дистильованою водою до
нейтрального рН та відділяли за допомогою постійного магнету.
Для одержання нанодисперсного матеріалу продукт реакції оброб-
ляли ультразвуком двічі, з перервою у 5—10 хв., впродовж 5 хв.
Дослідження біосумісності нанорозмірного магнетиту та наноком-
позитів. Дослідження біосумісності нанорозмірного магнетиту та
нанокомпозитів Fe3O4/ДМСК, Fe3O4/ГА, Fe3O4/γ-АПС та Fe3O4/ПАА
оцінювали за їх впливом на життєздатність клітин прищеплюваль-
ного асцитного штаму лімфолейкозу L-1210, лінії раку молочної
залози людини MCF-7 та хлібопекарських дріжджів Saccharomyces
cerevisiae. Встановлено, що життєздатність вказаних клітин стано-
вила 98—99%.
Дослідження адсорбції катіонів Pt2+
на поверхні магнетиту, нано-
композитів Fe3O4/ДМСК, Fe3O4/ГА, Fe3O4/γ-АПС та Fe3O4/ПАА.
Адсорбцію на поверхні нанорозмірного магнетиту та нанокомпози-
тів складу Fe3O4/ДМСК, Fe3O4/ГА, Fe3O4/γ-АПС, Fe3O4/ПАА здійс-
нювали з розчинів цис-дихлордіамінплатини у фізіологічній ріди-
ні. Розрахунки адсорбційної ємності наноструктур та концентрації
розчинів виконували за вмістом Pt2+
-йонів.
Розчини цис-дихлордіамінплатини готували в діапазоні концен-
трацій Pt2+
від 10 до 200 мг/л. Адсорбцію здійснювали в динаміч-
ному режимі при рН = 7,1 за кімнатної температури. До 0,1 г сорбе-
нту додавали 0,03 л розчину цис-дихлордіамінплатини і струшува-
ли протягом 3 годин в шейкері.
Адсорбційну ємність (А) на поверхні вихідного й модифікованого
магнетиту визначали мірянням концентрації йонів Pt2+
у розчинах
до і після адсорбції із застосуванням атомно-абсорбційного аналізу
за допомогою спектрофотометра С—115М у полум’яній суміші аце-
тилен—повітря. Міряння виконували при довжині хвилі 265,7 нм.
Ємність сорбенту А [мг/г] розраховували за формулою:
А = (С0 − Сp)V/m,
де С0 і Сp – концентрація вихідного розчину та розчину після сорб-
ції [мг/л], V – об’єм розчину [л], m – наважка сорбенту [г]. На ос-
АДСОРБЦІЯ КОМПЛЕКСІВ ЦИС-ДИХЛОРДІАМІНПЛАТИНИ 395
нові одержаних результатів побудовані ізотерми сорбції катіонів та
обчислені параметри, що характеризують адсорбцію за Ленґмюро-
вим рівнянням.
Коефіцієнти розподілу E [л/г] йонів Pt2+
між поверхнею наноко-
мпозиту та розчином розраховували за формулою Е = А/Ср, ступінь
вилучення R визначали за формулою R (%) = [(С0 − Ср)/С0]⋅100.
3. РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
Питома поверхня синтезованого магнетиту складала S = 90—180
м2/г (визначено за тепловою десорбцією арґону). Методами рентґе-
ноструктурного аналізу (дифрактометр ДРОН-4-07) ідентифіковано
фазу Fe3O4 (рис. 1, а). Дослідження морфології висушених зразків
магнетиту методами атомної та магнетної силової мікроскопії пока-
зало, що вони схильні до утворення аґреґатів, розмір яких сягає
500 нм. Контури атомно-силових та магнетно-силових зображень
частинок збігалися, що свідчило про відсутність немагнетних фаз.
На рисунку 1, б наведено ТЕМ-зображення масиву частинок маг-
нетиту, гістограма розподілу за розмірами N частинок (рис. 1, в),
які знаходяться в обведеній ділянці з середнім арифметичним зна-
ченням розміру в ансамблі d0 = 9,38 нм і σd = 3,38 нм та крива лога-
рифмічно нормального розподілу з параметрами: математичне очі-
кування розміру М(d) = 9,38 нм і середньоквадратичний відхил від
середнього розміру (d0) σd = 3,38 нм. Теоретичну частоту mi наявнос-
ті в ансамблі з таким розподілом частинок розміром, який нале-
жить i-му інтервалу розраховували за формулою
mi = Nhf(di), (1)
де
Рис. 1. Дифрактограма зразка вихідного Fe3O4 (а), ТЕМ зображення части-
нок магнетиту (б), гістограма розподілу за розмірами частинок, які знахо-
дяться в обведеній ділянці, та крива логарифмічно нормального розподілу
з параметрами: М(d) = 9,38 нм і σd = 3,38 нм (в).
396 О. М. КАМІНСЬКИЙ, Н. В. КУСЯК, А. Л. ПЕТРАНОВСЬКА та ін.
2 2
ln[ln (ln )] /2
ln
1
( ) ,
2
i dd M d
i
i d
f d e
d
− − σ=
σ π
(2)
h = 2 нм – ширина інтервалу, M(lnd) = 2,14 і σlnd = 0,42 – матема-
тичне очікування і середньоквадратичний відхил логарифму розмі-
ру відповідно, N = 217.
У [16] показано, що умова абсолютної однодоменності (однорід-
ної намагнетованості при всіх значеннях перемагнетувального по-
ля) частинки магнетиту при 300 К виконується при d < 50 нм. Отже,
частинки дослідженого ансамблю розмірами 2—24 нм є абсолютно
однодоменними.
На основі аналізу літературних даних щодо значень питомої на-
магнетованості насичення (σs) монодисперсій магнетиту з різним
діаметром частинок було одержано емпіричну залежність
(2,1 ) 1{1 } ,d c
s a b e− − −σ = − + (3)
де сталі a, b і c становлять 82,0 Гс⋅г−1⋅см3, 92,2 Гс⋅г−1⋅см3
і 3 нм відпо-
відно, яка дозволяє знайти σs частинки діаметром d (нм) у діапазоні
4—42 нм.
Характерний час теплових флуктуацій (τN) магнетного моменту
однодоменної частинки з одновісною анізотропією за умови
KV/(kBT) ≥ 1 визначали за Неєлевою формулою [17]:
τN = τ0exp{KV/(kBT)}, (4)
де τ0 = const = 10
−9—10
−13
с, K – густина енергії магнетної анізотро-
пії, V – об’єм частинки, kB – Больцманнова стала, Т – температу-
ра. Він швидко зростає зі збільшенням об’єму частинки. Напри-
клад, при τ0 = 10
−9
с, K = 1,4⋅105
ерг/см
3
(значення для магнетиту
[18]) і Т = 300 К τN складає 4,4⋅10
−9
с, 2,0⋅10
−3
с і 10,0 с для сферич-
них частинок з діаметрами 9,4 нм, 20,0 нм і 23,4 нм відповідно.
Температура блокування (Tb) відповідає умові tвим = τN, де tвим –
час міряння магнетних характеристик. Якщо tвим = 10 с, τ0 = 10
−9
с, з
формули (4) одержуємо KV/kBT ≅ 23,0. Тоді Tb ≅ KV/23kB. Темпера-
тура блокування для дослідженого ансамблю частинок (d0 = 9,38
нм) складала 135—150 К при значенні намагнетувального поля 100
Е. Частинки магнетиту з d > 23,4 нм блокуються при ≅ 300 К і відпо-
відають за гістерезис (рис. 2, а).
Рівноважна намагнетованість таких ансамблів досягається за
Неєлевим механізмом релаксації магнетних моментів частинок (4).
Для одержання співвідношень, справедливих для ансамблю од-
накових суперпарамагнетних частинок, користуються класичним
Лянжевеновим законом, виведеним для намагнетованості ансамб-
лю молекул парамагнетного газу [18]:
АДСОРБЦІЯ КОМПЛЕКСІВ ЦИС-ДИХЛОРДІАМІНПЛАТИНИ 397
1
cth ( ),m m L−= α − α ≡ α
де m – компонента середнього магнетного моменту частинки у на-
прямку поля напруженістю H, m – абсолютна величина магнетно-
го моменту частинки, L(α) – Лянжевенова функція, α = mH/(kBT).
Для монодисперсної колоїдної магнетної рідини (МР):
3
( ) ( )
( ), ,
6
d
d s B
M Hdm M H M H
L
m M M k T
π= = = α α =
ϕ
де M(H) – намагнетованість МР в полі Н, Md і Ms – намагнетова-
ності насичення твердого магнетика і магнетної рідини відповідно,
Рис. 2. Криві магнетного гістерезису ансамблю модифікованих наночасти-
нок Fe3O4/Ol. Na (а) та магнетної рідини Fe3O4/Ol. Na + H2O (б). На вставках
– початкові ділянки кривих.
398 О. М. КАМІНСЬКИЙ, Н. В. КУСЯК, А. Л. ПЕТРАНОВСЬКА та ін.
ϕ – об’ємна частка твердої фракції.
Для полідисперсної колоїдної МР на основі магнетиту [18]:
3 3
3
( ) ( )
6( )
, ( ) , ,
d
i i s i s
i B
s
d
i i
i
M H
n d d L d d
k TM H
M H nm M nm
M
n d
π− −
= = =
ϕ
(5)
де di – зовнішній діаметр частинки, di — ds – діаметр магнетного
ядра, n і ni – кількість всіх частинок і частинок i-го діаметра в оди-
ничному об’ємі МР відповідно, Md = ρFe3O4
σsFe3O4
≅ 5,24 г⋅см−3
× 92,0
Гс⋅г−1⋅см3
≅ 482,1 Гс. Було виявлено [18], що для узгодження експе-
риментальної кривої намагнетування з теоретичною, необхідно
припустити, що частинки мають слабкомагнетний шар товщиною
ds/2 = 0,83 нм (стала ґратниці магнетиту при 300 К становить 0,824
нм). Виникнення згаданого шару вважали результатом хімічної
взаємодії частинки зі стабілізувальною поверхнево-активною речо-
виною [19]. Однак, вимірюваннями Мессбауерових спектрів колої-
дних частинок Fe3O4 його зафіксовано не було [20].
Узгодження вказаних кривих нами було досягнуто не шляхом
внесення в формулу (5) параметра ds слабкомагнетного шару, а в
припущенні, що Md залежить від діаметра частинки: Md = ρFe3O4
σs, де
значення σs розраховували за формулою (3). Тоді
1
11 11
3 3 3
1 1
( )( )
( ) ( ) ,
6
s i
i i s i i i s i i
i is B
d HM H
m d d m d d L d
M k T
−
= =
ρσ π = σ σ
(5′)
де mi розраховували за формулою (1).
Петлі гістерезису магнетного моменту зразків вимірювали за до-
помогою вібраційного магнетометра на частоті 228 Гц при кімнат-
ній температурі. Опис установки і методику вимірювань викладено
в [21]. Для досліджень використовували сухі розмагнетовані висо-
кодисперсні зразки.
На рисунку 2, а наведено криву магнетного гістерезису ансамблю
наночастинок Fe3O4 з модифікованою поверхнею олеатом натрію
(Ol. Na). Вказане модифікування здійснено з метою запобігання аґ-
реґації наночастинок магнетиту і, як свідчили експериментальні
результати, практично не впливає на намагнетування окремих час-
тинок.
У багатьох практично важливих випадках виконання функцій
наночастинок і нанокомпозитів на їх основі (спрямований транс-
порт лікарських препаратів до органів- і клітин-мішеней, розпізна-
вання і деконтамінація вірусів тощо) здійснюється в рідких середо-
вищах. Крім того, рідина є найбільш переважною формою магнето-
чутливих лікарських препаратів для введення в організм по крово-
АДСОРБЦІЯ КОМПЛЕКСІВ ЦИС-ДИХЛОРДІАМІНПЛАТИНИ 399
носній системі [10].
У магнетних рідинах наночастинки здійснюють Броунів посту-
пальний та обертальний рух, і рівноважна намагнетованість МР у
прикладеному магнетному полі може бути досягнута шляхом обер-
тання самих частинок відносно дисперсійного середовища. Такий
механізм релаксації намагнетованості характеризується броунів-
ським часом обертальної дифузії τВ, який визначається об’ємом ча-
стинки, в’язкістю середовища η та температурою. Для МР на водній
основі (η = 0,07 г⋅с−1⋅см−1) для сферичних частинок розмірами d = 6
та 34 нм τВ складає 10
−6
та 10
−4
с відповідно. При tвим = 10 с рівнова-
жна намагнетованість МР встигає встановитися, і σ(H) характери-
зується значно меншим гістерезисом (рис. 2, б).
На рисунку 2, б наведено експериментальна крива 1 та теоретич-
на, розрахована за формулою (5′) (крива 2), польові залежності но-
рмованої намагнетованості МР складу Fe3O4/Ol. Na + H2O.
Таким чином, показано, що за експериментально виміряним ро-
зподілом наночастинок в ансамблі можна розрахувати криву нама-
гнетування магнетної рідини на їх основі.
Відмітимо, що наявність шарів ДМСК, ГА, АПС, ПАА на поверх-
ні магнетиту практично не впливала на магнетні властивості вихід-
ного магнетиту (ядра нанокомпозиту).
Вивченням ІЧ-спектрів поверхні магнетиту встановлено наяв-
ність ОН-функціональних груп, концентрація яких складала 2,2
ммоль/г або 24 мкмоль/м
2, при Sпит. = 90 м
2/г (розраховано за дани-
ми термогравіметричного аналізу) [5].
ДМСК приєднується до оксиду заліза шляхом утворення зв’язку
карбоксильної групи з гідроксильною групою поверхні за реакцією:
Fe3O4///—2OH + HOOC—(CHSH)2—COOH → Fe3O4///—(OOC)2—(CHSH)2.
Наявність ДМСК і утворення оболонки на поверхні магнетиту підт-
верджено ІЧ-Фур’є-спектроскопічними дослідженнями (Фур’є-
спектрометр ‘Perkin Elmer’, модель 1720Х) в діапазоні 400—4000 см
−1
і методами Рентґенової фотоелектронної спектроскопії (електронний
спектрометр ЕС-2402 з енергоаналізатором PHOIBOS-100-SPECS).
На спектрі нанокомпозиту Fe3O4/ДМСК (рис. 3, а) спостерігають-
ся три основні групи смуг при ≅ 550 см
−1, ≅ 1400 см
−1
і ≅ 1630 см
−1,
2505 см
−1
і 2510 см
−1, які характеризують, відповідно, S—S-, C = O- та
S—H-зв’язки ДМСК-покриття на поверхні магнетиту.
Аналізом результатів методи титрування (Кімбола—Крамера—
Ріда), що ґрунтується на реакції
2RSH + I2 → RSSR + 2HI,
показано, що кількість SH-груп у нанокомпозитах складає 2,4
400 О. М. КАМІНСЬКИЙ, Н. В. КУСЯК, А. Л. ПЕТРАНОВСЬКА та ін.
ммоль/г. При Sпит. = 130 м
2/г вміст SH-груп становив 19 мкмоль/м
2.
В ІЧ-Фур’є-спектрах нанокомпозитів Fe3O4/γ-АПС (рис. 3, б) ре-
єстрували смуги поглинання (СП) 1052 і 1108 см
−1, характерні при
утворенні полімерної структури Sі—O—Si.
Унаслідок модифікування магнетиту γ-амінопропілсилоксаном
поверхня набувала основних властивостей за рахунок щеплення γ-
амінопропільних груп. Кількість реакційноздатних аміногруп у
модифікованих зразках магнетиту визначали за даними термогра-
віметричного аналізу. Вона становила 2,2 ммоль/г (24 мкмоль/м
2)
при Sпит. = 90 м
2/г, що узгоджується з відповідними значеннями для
концентрації ОН-груп вихідного магнетиту.
В IЧ-Фур’є-спектрі нанокомпозитів Fe3O4/ПАА (рис. 3, в) спосте-
рігаються смуги, що відповідають коливанням груп полімерного
покриття. Дифузна СП (максимум при 2989 см
−1) обумовлена пере-
криванням кількох смуг, що відповідають валентним коливанням
CH-, CH2-, NH2-груп поліакриламіду. Інтенсивна СП 1585 см
−1
від-
носиться до валентних коливань амідної C=О-групи, з боку низьких
частот крило цієї смуги при 1521 см
−1
можна віднести до деформа-
ційних коливань NН2-груп. CП 1407 і 1359 см
−1
характеризують
симетричні та антисиметричні деформаційні коливання СН2-груп, а
також деформаційні коливання CH-груп. Малоінтенсивна СП при
1130 см
−1
відноситься до С—N-деформаційних коливань амідної
групи. У цій же ділянці спектра можуть відбуватися коливання Fе—
N-зв’язків. СП невеликої інтенсивності в ділянці 980—560 см
−1
мо-
жуть бути пов’язані з оксидами заліза, що утворюються на поверхні
магнетних частинок при даному методі формування шару ПАА.
Вміст ПАА на поверхні магнетиту змінювали в межах 5—40%
мас. Істотних змін магнетних властивостей нанокомпозитів
Fe3O4/ПАА, в порівнянні з вихідним магнетитом, при цьому не спо-
стерігалось.
Рентґенофазовий аналіз зразків магнетиту, інкапсульованого гі-
дроксоапатитом, виконували на дифрактометрі ДРОН-УМ1 з вико-
ристанням фокусування Рентґенових променів за Бреґґом—Брента-
Рис. 3. ІЧ-Фур’є-спектри: а – магнетиту (1), ДМСК (2) та нанокомпозиту
Fe3O4/ДМСК (3); б – нанокомпозиту Fe3O4/γ-АПС; в – нанокомпозиту
Fe3O4/ПАА.
АДСОРБЦІЯ КОМПЛЕКСІВ ЦИС-ДИХЛОРДІАМІНПЛАТИНИ 401
но, СоKα-випромінення анода (λ = 0,179021 нм) та Fe-фільтра у від-
битих променях. Згідно з одержаними даними, досліджувані зраз-
ки містили магнетит і гідроксоапатит. Методами Рентґенової фото-
електронної спектроскопії встановлено, що фаза гідроксоапатиту
характеризується співвідношенням Ca/P = 1,7, яке відповідає сте-
хіометрії реакції його утворення. Середній розмір кристалітів маг-
нетиту і гідроксоапатиту розраховували згідно з Рентґеновими ди-
фракційними піками, з використанням формули Шеррера. Товщи-
на шару гідроксоапатиту на поверхні наночастинок магнетиту, ви-
значена за співвідношенням площ Fe2p-/Fe3p-ліній та приросту ма-
си нанокомпозиту (≅ 30%), становить ≅ 4 нм.
З аналізу ІЧ-Фур’є-спектрів зразків Fe3O4/ГА (рис. 4, б) можна
зробити висновки, що широка смуга поглинання в області 3500 см
−1
відповідає валентним коливанням ОН-груп поверхні нанокомпози-
ту.
Широка СП в області 1380 см
−1, яка відсутня в спектрі магнетиту,
відповідає валентним коливанням зв’язків Р—О. СП 1645 см
−1
хара-
ктеризує деформаційні коливання молекул води, адсорбованих на
поверхні нанокомпозиту. СП при 1460 см
−1
належить деформацій-
ним коливанням ОН-груп, а також вказує на наявність в структурі
зразка груп СО3
2−
. СП в області 1095—1100 см
−1
належить коливан-
ням груп РО4
3−
і НРО4
2−
структури гідроксоапатиту. СП в області
800—500 см
−1
належать деформаційним коливанням Fe—OН-груп
магнетиту. При термообробці відбувається руйнування водневих
зв’язків і видалення фізично адсорбованої води, однак, завдяки ви-
сокій термічній стійкості зв’язку ОН-груп з катіоном ГА, інтенсив-
ність СП, по Fe3O4/ГА в’язаних з цією групою, не знижується.
Синтезовані наноструктури (магнетит і нанокомпозити з поверх-
нями різної хімічної природи: Fe3O4/ДМСК, Fe3O4/γ-АПС, Fe3O4/ГА,
Fe3O4/ПАА) використано для досліджень процесів адсорбції ком-
Рис. 4. Дифрактограма нанокомпозиту Fe3O4/ГА (а) та ІЧ-Фур’є-спектри
(б) вихідного Fe3O4 (1), ГА (2) та композиту Fe3O4/ГА (3).
402 О. М. КАМІНСЬКИЙ, Н. В. КУСЯК, А. Л. ПЕТРАНОВСЬКА та ін.
плексів цис-дихлордіамінплатини.
Одержані результати свідчать про різну адсорбційну ємність по-
верхні синтезованих зразків щодо комплексів цис-дихлордіамін-
платини. В цілому, з експериментальних даних видно, що зростан-
ня рівноважної концентрації (C) цис-дихлордіамінплатини призво-
дить до адсорбційного насичення моношару поверхні адсорбентів.
Така форма ізотерм може бути описана Ленґмюровим рівнянням,
яке справедливе для адсорбентів з енергетично еквівалентними ад-
сорбційними центрами.
Слід відмітити досить значну адсорбційну активність нанорозмі-
рного немодифікованого магнетиту. Так, для Fe3O4 при 298 К Аmax =
= 80,1 мг/г (рис. 5, а) ступінь вилучення становить 66,2%.
Модифікування поверхні магнетиту ДМСК, γ-АПС, ПАА та ГА
по-різному змінює його адсорбційні показники щодо комплексів
цис-дихлордіамінплатини.
Так, поява на поверхні Fe3O4 тіольних функціональних груп піс-
ля модифікування його мезо-2,3-димеркаптосукциновою кисло-
тою, збільшує адсорбційну ємність магнетиту. Для Fe3O4/ДМСК
Аmax = 83,4 мг/г (рис. 5, б), а ступінь вилучення досягає 85,4%. Дані
функціональні групи підвищують іммобілізацію цис-дихлордіамін-
платини на поверхні композиту. Кінетичні дослідження вилучення
комплексів нанорозмірним магнетитом та Fe3O4/ДМСК-нанокомпо-
зитом свідчать, що відповідні криві є якісно аналогічними, а основ-
на частина цис-дихлордіамінплатини адсорбується вже за перші
10—30 хв. (рис. 5, в).
Утворення на поверхні Fe3O4 активних —NH2-груп унаслідок мо-
дифікування його γ-АПС, призводить до зростання адсорбційної
ємності магнеточутливих нанокомпозитів (рис. 6, а). Величина
Аmax, одержана з відповідної ізотерми адсорбції для композиту
Fe3O4/γ-АПС при 298 К, становить 84 мг/г при ступені вилучення
93,8%. Для даного композиту швидше настає рівновага – основна
частина комплексів Pt2+
на Fe3O4/γ-АПС адсорбується за 20—30 хв.
(рис. 6, б).
Рис. 5. Ізотерми адсорбції цис-дихлордіамінплатини нанорозмірним Fe3O4
(а), нанокомпозитом Fe3O4/ДМСК (б), кінетика вилучення комплексів на-
нокомпозитом Fe3O4/ДМСК (в).
АДСОРБЦІЯ КОМПЛЕКСІВ ЦИС-ДИХЛОРДІАМІНПЛАТИНИ 403
Ще більші значення адсорбції цис-дихлордіамінплатини спосте-
рігались на поверхні нанокомпозитів Fe3O4/ПАА. Величина Аmax,
одержана з відповідної ізотерми адсорбції для Fe3O4/ПАА-компози-
ту, становила 109,5 мг/г при ступені вилучення 99,9% (рис. 7, а, б).
Наведені експериментальні дані свідчать про покращення адсор-
бційних показників магнетиту після утворення на його поверхні
внаслідок модифікування тіольних та аміногруп.
Модифікування магнетиту гідроксоапатитом, на відміну від
ДМСК, γ-АПС та ПАА, зменшує адсорбційну активність наноком-
позитів Fe3O4/ГА по відношенню до комплексів цис-дихлордіамін-
платини (рис. 7, в). Як свідчать експериментальні дані, адсорбція
комплексів зменшується: Аmax = 54 мг/г, ступінь вилучення 64,8%.
Щодо настання часу рівноваги для поверхні Fe3O4/ГА, то він зали-
шається в межах, аналогічних для вище наведених композитів, –
20—30 хвилин (рис. 7, г).
Можливо, це відбувається внаслідок зменшення кількості гідро-
ксильних груп на поверхні нанокомпозиту Fe3O4/ГА, порівняно з
поверхнею вихідного магнетиту.
У таблиці 1 наведено адсорбційну ємність наноструктур А [мг/г]
(за катіонами Pt2+
) з різною хімічною природою поверхні, обчислені
коефіцієнти розподілу (E [л/г]) та ступінь вилучення (R [%]) при
максимальній концентрації вихідного розчину С0 = 200 мг/л і на-
важці 0,1 г. Видно, що кожна поверхня нанокомпозиту дає різні ве-
личини адсорбції та коефіцієнт розподілу Е. Так, у разі модифіку-
вання магнетиту ДМСК, АПС та ПАА коефіцієнти розподілу значно
перевищують відповідні величини для вихідного Fe3O4 та модифі-
кованого ГА і відображають зсув рівноваги в бік іммобілізації речо-
вини на поверхні. Останнє може свідчити про активну участь вве-
дених функціональних тіольних та аміногруп у процесах адсорбції
комплексів цис-дихлордіамінплатини.
Найкращі адсорбційні параметри спостерігались у нанокомпози-
Рис. 6. Ізотерма адсорбції (а) та кінетика вилучення цис-дихлордіамінпла-
тини (б) нанокомпозитами Fe3O4/γ-АПС.
404 О. М. КАМІНСЬКИЙ, Н. В. КУСЯК, А. Л. ПЕТРАНОВСЬКА та ін.
тів Fe3O4/ПАА та Fe3O4/γ-АПС. Можливо, це пов’язане зі схильніс-
тю аміногруп до утворення комплексів з йонами платини. Як відо-
мо, наявність гідроксильних груп на поверхні наноструктур може
спричиняти йонообмінний механізм адсорбції, в той час як поверх-
неві аміногрупи схильні до комплексоутворення [22].
Найвищі параметри адсорбції, зафіксовані на Fe3O4/ПАА-компо-
Рис. 7. Ізотерма адсорбції (а, в) і кінетика вилучення (б, г) комплексів цис-
дихлордіамінплатини нанокомпозитами Fe3O4/ПАА (а, б) і Fe3O4/ГА (в, г).
ТАБЛИЦЯ 1. Адсорбція цис-дихлордіамінплатини наноструктурами з
різною хімічною природою поверхні.
Тип
наноструктури
Адсорбційна
ємність А, мг/г
Коефіцієнт
розподілу Е, л/г
Ступінь
вилучення R, %
Fe3O4 80,10 2,16 66,20
Fe3O4/ДМСК 83,40 4,77 85,40
Fe3O4/γ-АПС 84,00 12,92 93,80
Fe3O4/ПАА 109,5 16,2 99,90
Fe3O4/ГА 54,00 1,08 64,80
АДСОРБЦІЯ КОМПЛЕКСІВ ЦИС-ДИХЛОРДІАМІНПЛАТИНИ 405
зитах, що може бути обумовлено наявністю об’ємної пористої стру-
ктури поліакриламідного покриття, характерної для використано-
го способу полімеризації.
На завершення відмітимо, що адсорбцію саме комплексів цис-
дихлордіамінплатини на поверхні синтезованих наноструктур під-
тверджено експериментально спектральними методами та дослі-
дженнями цитотоксичності адсорбованої речовини на клітинних
лініях.
Наведені результати свідчать про перспективність використання
нанорозмірного магнетиту і нанокомпозитів на його основі для
створення магнеточутливих адсорбентів цис-дихлордіамінплатини,
зокрема, медико-біологічного призначення.
4. ВИСНОВКИ
Синтезовано однодоменний магнетит і нанокомпозити Fe3O4/γ-АПС,
Fe3O4/ДМСА, Fe3O4/ПАА, Fe3O4/ГА. Вивчено розподіл за розмірами
частинок Fe3O4 та магнетні властивості їх ансамблю. Розрахунки
кривої намагнетування магнетної рідини на основі однодоменного
Fe3O4 в межах теорії мікромагнетизму задовільно узгоджуються з
експериментальними результатами в припущенні, що намагнетова-
ність насичення частинок залежить від їх розмірів. Вивчено ізотер-
ми та кінетику адсорбції комплексів цис-дихлордіамінплатини за-
лежно від хімічної природи поверхні наноструктур. Найкращі адсо-
рбційні параметри спостерігались у нанокомпозитів Fe3O4/ПАА та
Fe3O4/γ-АПС. Показано перспективність використання нанорозмір-
ного магнетиту і нанокомпозитів на його основі для створення маг-
неточутливих адсорбентів комплексів платини, зокрема, медико-
біологічного призначення.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. С. Грег, К. Синг, Адсорбция, удельная поверхность, пористость. 2-е изд.
(Москва: Мир: 1984).
2. Л. В. Загребин, С. С. Шестов, Ю. Г. Яновский, А. Н. Данилин, В. А. Жогин,
А. И. Алёхин, Н. Н. Гончаров, Технологии живых систем, 5, № 2—3: 111
(2008).
3. Ю. Г. Яновский, А. Н. Данилин, А. П. Захаров, В. А. Жогин, Альманах
клинической медицины. III Троицкая конф. «Медицинская физика и инно-
вации в медицине» (3—6 июня 2008 г.) (Москва: 2008), т. XVII, ч. 2, с. 293.
4. Nanomaterials and Supramolecular Structures: Physics Chemistry, and Appli-
cations (Eds. A. P. Shpak and P. P. Gorbyk) (London: Springer Science + Busi-
ness Media B.V.: 2009).
5. Наноматериалы и нанокомпозиты в медицине, биологии, экологии (Ред.
А. П. Шпак, В. Ф. Чехун) (Киев: Наукова думка: 2011).
406 О. М. КАМІНСЬКИЙ, Н. В. КУСЯК, А. Л. ПЕТРАНОВСЬКА та ін.
6. П. П. Горбик, С. В. Горобец, М. П. Турелик, В. Ф. Чехун, А. П. Шпак, Био-
функционализация наноматериалов и нанокомпозитов (Киев: Наукова
думка: 2011).
7. В. М. Міщенко, М. Т. Картель, В. А. Луценко, А. Д. Ніколайчук, Н. В. Ку-
сяк, О. М. Кордубан, П. П. Горбик, Міжвідомчий зб. наук. праць «Поверх-
ность», вып. 2 (17): 276 (2010).
8. C. В. Колотилов, П. Н. Болтовец, Б. А. Снопок, В. В. Павлищук, Теоретиче-
ская и экспериментальная химия, 42, № 4: 204 (2006).
9. Л. С. Семко, С. В. Хуторний, Л. П. Сторожук, Л. С. Дзюбенко, Н. В. Абра-
мов, П. П. Горбик, Міжвідомчий зб. наук. праць «Поверхность», вып. 2
(17): 330 (2010).
10. P. P. Gorbyk and V. F. Chekhun, Functional Materials, 19, No. 2: 145 (2012).
11. С. П. Туранская, А. Н. Каминский, Н. В. Кусяк, В. В. Туров, П. П. Горбик,
Міжвідомчий зб. наук. праць «Поверхность», вып. 4 (19): 266 (2012).
12. Н. В. Кусяк, О. М. Камінський, А. Л. Петрановська, П. П. Горбик, Міжві-
домчий зб. наук. праць «Поверхность», вып. 3 (18): 151 (2011).
13. H. Aposhian and M. Aposhian, Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol., 30: 279 (1990).
14. W. Yantasee, C. L. Warner, T. Sangvanich, R. S. Addleman, T. G. Carter, R. J.
Wiacek, G. E. Fryxell, C. Timchalk, and M. G. Warner, Environ. Sci. Technol.,
41, No. 14: 5114 (2007).
15. А. Л. Петрановська, О. М. Федоренко, Л. П. Сторожук, П. П. Горбик, О. О.
Чуйко, Л. С. Дзюбенко, О. І. Оранська, Доповіді НАН України, № 1: 157
(2006).
16. Н. В. Абрамов, П. П. Горбик, Міжвідомчий зб. наук. праць «Поверхность»,
вып. 4 (19): 246 (2011).
17. L. Néel, C. R. Acad. Science, 228, No. 6: 664 (1949).
18. Р. Розенцвейг, Феррогидродинамика (Москва: Мир: 1989).
19. М. И. Шлиомис, УФН, 112, вып. 3: 427 (1974).
20. В. Е. Фетрман, Магнитные жидкости (Минск: Вышейшая школа: 1988).
21. Н. В. Борисенко, В. М. Богатырев, И. В. Дубровин, Н. В. Абрамов, М. В. Га-
евая, П. П. Горбик, Физико-химия наноматериалов и супрамолекулярных
структур (Ред. А. П. Шпак, П. П. Горбик) (Киев: Наукова думка: 2007),
т. 1, с. 394.
22. R. W. Chantrell, J. Popplewell, and S. W. Charles, IEEE Trans. Magn., 14,
No. 5: 975 (1978).
23. Химия поверхности кремнезема (Ред. А. А. Чуйко) (Киев: УкрИНТЭИ:
2001), т. 1, ч. 1.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-104094 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1024-1809 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-27T16:47:05Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Камінський, О.М. Кусяк, Н.В. Петрановська, А.Л. Абрамов, М.В. Туранська, С.П. Горбик, П.П. Чехун, В.Ф. 2016-07-01T13:08:21Z 2016-07-01T13:08:21Z 2013 Адсорбція комплексів цис-дихлордіамінплатини наноструктурами на основі магнетиту / О.М. Камінський, Н.В. Кусяк, А.Л. Петрановська, М.В. Абрамов, С.П. Туранська, П.П. Горбик, В.Ф. Чехун // Металлофизика и новейшие технологии. — 2013. — Т. 35, № 3. — С. 389-406. — Бібліогр.: 23 назв. — укр. 1024-1809 PACS numbers:68.43.Mn, 75.50.Mm,75.60.-d,75.75.Cd,75.75.Fk,81.07.Bc, 87.85.-d https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104094 Синтезовано однодоменний магнетит та нанокомпозити Fe₃O₄/димеркаптосукцинова кислота, Fe₃O₄/γ-амінопропілсилоксан, Fe₃O₄/поліакриламід, Fe₃O₄/гідроксоапатит. Вивчено розподіл частинок магнетиту за розмірами та магнетні властивості їх ансамблю. Показано, що розрахунки кривої магнетування магнетної рідини на основі однодоменного магнетиту в межах теорії мікромагнетизму задовільно узгоджуються з експериментальними результатами у припущенні, що намагнетованість насичення матеріалу частинок залежить від їх розмірів. Досліджено ізотерми та кінетику адсорбції комплексів цис-дихлордіамінплатини нанорозмірним магнетитом та синтезованими наноструктурами з різною хімічною природою поверхні на його основі. Результати перераховано на катіони Pt²⁺. Найкращі адсорбційні параметри спостерігалися у нанокомпозитів Fe₃O₄/поліакриламід та Fe₃O₄/γ-амінопропілсилоксан. Експериментальні дані свідчать про перспективність використання досліджених структур для створення магнеточутливих адсорбентів комплексів цис-дихлордіамінплатини, зокрема, медико-біологічного призначення. Синтезированы однодоменный магнетит и нанокомпозиты Fe₃O₄/димеркаптосукциновая кислота, Fe₃O₄/ γ-аминопропилсилоксан, Fe₃O₄/полиакриламид, Fe₃O₄/гидроксиапатит. Изучены распределение частиц магнетита по размеру и магнитные свойства их ансамбля. Показано, что расчёты кривой намагниченности магнитной жидкости на основе однодоменного магнетита в рамках теории микромагнетизма удовлетворительно согласуются с экспериментальными результатами в предположении, что намагниченность насыщения материала частиц зависит от их размеров. Исследованы изотермы и кинетика адсорбции комплексов цис-дихлор-диаминплатины наноразмерным магнетитом и синтезированными наноструктурами с различной химической природой поверхности на его основе. Результаты пересчитаны на катионы Pt²⁺. Лучшие адсорбционные параметры наблюдались у нанокомпозитов Fe₃O₄/полиакриламид и Fe₃O₄/γ-аминопропилсилоксан. Экспериментальные данные свидетельствуют о перспективности использования исследованных структур для создания магниточувствительных адсорбентов комплексов цис-дихлордиаминплатины, в частности, медико-биологического назначения. The synthesis of single-domain magnetite and Fe₃O₄/dimercaptosuccinic acid, Fe₃O₄/γ-aminopropylsiloxane, Fe₃O₄/polyacrylamide, Fe₃O₄/hydroxylapatite nanocomposites is made. Size distribution of magnetite particles and magnetic properties of their ensemble are investigated. As shown, the calculations of magnetization curve of magnetic liquid based on single-domain magnetite within the scope of the micromagnetism theory correlate satisfactorily with the experimental results under assumption that saturation magnetization of material of particles depends on their sizes. The isotherms and kinetics of adsorption of cis-dichlorodiamineplatinum complexes by nanosize magnetite and the synthesized nanostructures with different chemical nature of the surface based on it are studied. The results are recalculated in terms of Pt²⁺ cations. The best adsorption parameters are observed for Fe₃O₄/polyacrylamide and Fe₃O₄/γ-aminopropylsiloxane nanocomposites. The experimental data show that there is the prospect of the investigated-structures’ using for the fabrication of magnetosensitive adsorbents of cis-dichlorodiamineplatinum complexes, in particular, for biomedical applications. uk Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Металлофизика и новейшие технологии Строение и свойства наноразмерных и мезоскопических материалов Адсорбція комплексів цис-дихлордіамінплатини наноструктурами на основі магнетиту Adsorption of Cis-Dichlorodiamineplatinum Complexes by Nanostructures Based on Magnetite Article published earlier |
| spellingShingle | Адсорбція комплексів цис-дихлордіамінплатини наноструктурами на основі магнетиту Камінський, О.М. Кусяк, Н.В. Петрановська, А.Л. Абрамов, М.В. Туранська, С.П. Горбик, П.П. Чехун, В.Ф. Строение и свойства наноразмерных и мезоскопических материалов |
| title | Адсорбція комплексів цис-дихлордіамінплатини наноструктурами на основі магнетиту |
| title_alt | Adsorption of Cis-Dichlorodiamineplatinum Complexes by Nanostructures Based on Magnetite |
| title_full | Адсорбція комплексів цис-дихлордіамінплатини наноструктурами на основі магнетиту |
| title_fullStr | Адсорбція комплексів цис-дихлордіамінплатини наноструктурами на основі магнетиту |
| title_full_unstemmed | Адсорбція комплексів цис-дихлордіамінплатини наноструктурами на основі магнетиту |
| title_short | Адсорбція комплексів цис-дихлордіамінплатини наноструктурами на основі магнетиту |
| title_sort | адсорбція комплексів цис-дихлордіамінплатини наноструктурами на основі магнетиту |
| topic | Строение и свойства наноразмерных и мезоскопических материалов |
| topic_facet | Строение и свойства наноразмерных и мезоскопических материалов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104094 |
| work_keys_str_mv | AT kamínsʹkiiom adsorbcíâkompleksívcisdihlordíamínplatininanostrukturaminaosnovímagnetitu AT kusâknv adsorbcíâkompleksívcisdihlordíamínplatininanostrukturaminaosnovímagnetitu AT petranovsʹkaal adsorbcíâkompleksívcisdihlordíamínplatininanostrukturaminaosnovímagnetitu AT abramovmv adsorbcíâkompleksívcisdihlordíamínplatininanostrukturaminaosnovímagnetitu AT turansʹkasp adsorbcíâkompleksívcisdihlordíamínplatininanostrukturaminaosnovímagnetitu AT gorbikpp adsorbcíâkompleksívcisdihlordíamínplatininanostrukturaminaosnovímagnetitu AT čehunvf adsorbcíâkompleksívcisdihlordíamínplatininanostrukturaminaosnovímagnetitu AT kamínsʹkiiom adsorptionofcisdichlorodiamineplatinumcomplexesbynanostructuresbasedonmagnetite AT kusâknv adsorptionofcisdichlorodiamineplatinumcomplexesbynanostructuresbasedonmagnetite AT petranovsʹkaal adsorptionofcisdichlorodiamineplatinumcomplexesbynanostructuresbasedonmagnetite AT abramovmv adsorptionofcisdichlorodiamineplatinumcomplexesbynanostructuresbasedonmagnetite AT turansʹkasp adsorptionofcisdichlorodiamineplatinumcomplexesbynanostructuresbasedonmagnetite AT gorbikpp adsorptionofcisdichlorodiamineplatinumcomplexesbynanostructuresbasedonmagnetite AT čehunvf adsorptionofcisdichlorodiamineplatinumcomplexesbynanostructuresbasedonmagnetite |