СИНТЕЗ ТА КРИСТАЛОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЦЕРІЙ-ЗАМІЩЕНИХ НАНОЧАСТИНОК МАНГАНІТУ (La,Sr)MnO3
Serious of Ce-substituted lanthanum-strontium man-ganites La0.7–xSr0.3CexMnO3 (x = 0–0.2) nanoparticles were synthesized by sol-gel method with further heat treatment of precursors at 800 °C. Crystallographic properties of obtained nanoparticles were investiga-ted by X-ray diffraction method. Accord...
Saved in:
| Date: | 2019 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
2019
|
| Online Access: | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/80 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Ukrainian Chemistry Journal |
| Download file: |  |
Institution
Ukrainian Chemistry Journal| _version_ | 1871465577661333504 |
|---|---|
| author | Timashkov, Illia Shlapa, Yulia Solopan, Sergiy Belous, Anatoliy |
| author_facet | Timashkov, Illia Shlapa, Yulia Solopan, Sergiy Belous, Anatoliy |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Illia Timashkov",
"institution": "Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського"
},
{
"author": "Yulia Shlapa",
"institution": "Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського"
},
{
"author": "Sergiy Solopan",
"institution": "Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського"
},
{
"author": "Anatoliy Belous",
"institution": "Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського"
}
] |
| author_sort | Timashkov, Illia |
| baseUrl_str | https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T08:23:41Z |
| description | Serious of Ce-substituted lanthanum-strontium man-ganites La0.7–xSr0.3CexMnO3 (x = 0–0.2) nanoparticles were synthesized by sol-gel method with further heat treatment of precursors at 800 °C. Crystallographic properties of obtained nanoparticles were investiga-ted by X-ray diffraction method. According to XRD data, it was established that the substitution of lan-thanum ions by cerium in the crystalline structure and formation of single-phased nanoparticles occurs only up to 5 % mol. of Ce regardless of the heating temperature. Linear decreasing the cell volume of nanoparticles in this concentration range of Ce satis-fies the Vegard law and indicates on the formation of a continuous series of solid solutions with the dis-torted perovskite up to 5 % of Ce. At higher concen-trations of Ce there are additional peaks on the XRD patterns, which point on the formation of an addi-tional phase of CeO2. According to TEM studies, it was calculated that the average size of was 30–40 nm. To estimate heating efficiency of synthesized nanoparticles in the alternating magnetic field, mag-netic fluids based on the synthesized nanoparticles and aqueous dextran solution were prepared. It was shown that they effectively heated up to controlled temperatures in an alternating magnetic field, and their heating efficiency was directly proportional to the increase of the concentration of cerium. Accor-ding to the results of the complex studies, it was shown the possibility to synthesize single-phase Ce-substituted nanoparticles of manganite with a pe-rovskite structure. It was established that cerium does not significantly influence on the change of magnetic properties of such nanoparticles and they are promising for further investigations as the in-ducers of magnetic hyperthermia, as well as for the biological tests. |
| doi_str_mv | 10.33609/0041-6045.85.9.2019.17-24 |
| first_indexed | 2025-09-24T17:43:32Z |
| format | Article |
| fulltext |
Неорганічна хімія
ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2019, т . 85, № 9 17
УДК 54.057 + 544.163 + 546.714’654’655’42 doi: 10.33609/0041-6045.85.9.2019.17–24
І.П. Тімашков*, Ю.Ю. Шлапа, С.О. Солопан, А.Г. Білоус
СИНТЕЗ ТА КРИСТАЛОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЦЕРІЙ-ЗАМІЩЕНИХ
НАНОЧАСТИНОК МАНГАНІТУ (La,Sr)MnO3
1Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І.Вернадського НАН України,
просп. Академіка Палладіна, 32/34, Київ, 03142, Україна
* e-mail: timashkov.chem@gmail.com
Наночастинки церій-заміщеного лантану-стронцію La0.7-xSr0.3CexMnO3 (x = 0–0.2) синтезова-
но золь-гель методом. За даними рентгенофазового аналізу встановлено, що неперервний ряд
твердих розчинів із структурою перовськіту утворюється при заміщенні іонів лантану на іо-
ни церію в концентраційному діапазоні до 5 % мол. церію. Показано, що отримані наночасти-
нки ефективно нагріваються при дії зовнішнього змінного магнітного поля до 43–45 °С, що
робить їх перспективними для подальших досліджень у ролі індукторів магнітної гіпертермії.
К л ю ч о в і с л о в а: манганіт, перовськіт, твердий розчин, кристалохімічні властивості,
магнітна рідина, питомі втрати потужності.
ВСТУП. На сьогоднішній день наночас-
тинки (НЧ) є перспективними для застосу-
вання в різних галузях як промисловості, так
і медицини [1–4]. В медицині вони можуть
використовуватись для доставки ліків [3, 5,
6], у магнітно-резонансній томографії (МРТ)
[6, 7], для терапії онкологічних пухлин [7],
як біологічні маркери [8] тощо.
Одним із цікавих напрямків викорис-
тання НЧ у медицині є магнітна гіпертермія
(МГ) — локальний нагрів онкологічних пух-
лин до температури 43–45 оС [9] з поперед-
ньо введеними магнітними НЧ, при дії змін-
ного магнітного поля. Відомо [10], що магні-
тні наночастинки сприяють пришвидшенню
загоєння ран, при локальній гіпертермії в те-
мпературному інтервалі 43–45 °С та здійс-
нюють стабільну бактеріостатичну дію [11].
Серед перспективних матеріалів, що дослід-
жуються в цьому напрямку, є манганіти лан-
тану-стронцію (La,Sr)MnO3 (LSMO) зі струк-
турою перовськіту [12, 13]. Основною пере-
вагою цього матеріалу є можливість плавно-
го контролю точки Кюрі — температури пе-
реходу з магнітного в немагнітний стан — за
рахунок часткової зміни хімічного складу в
широкому діапазоні [14, 15]. Це може забез-
печити рівномірний самоконтрольований на-
грів пухлин до заданої температури (43–45
оС), уникаючи перегріву здорових тканин.
Однак як при магнітній гіпертермії, так
і внаслідок ряду інших шкідливих чинників,
наприклад радіаційного опромінення, в орга-
нізмі може спостерігатися неконтрольоване
утворення вільних радикалів оксигену чи ні-
трогену (оксидативний стрес), що згубно
** Роботу виконано за підтримки наукового проекту № 0118U002326 у рамках цільової
програми НАН України «Гранти Національної академії наук України для дослідницьких лаборато-
рій/груп молодих вчених НАН України».
© І.П. Тімашков, Ю.Ю. Шлапа, С.О. Солопан, А.Г. Білоус, 2019
** Роботу виконано за підтримки наукового проекту № 0118U002326 у рамках цільової
програми НАН України «Гранти Національної академії наук України для дослідницьких лабора-
торій/груп молодих вчених НАН України».
© І.П. Тімашков, Ю.Ю. Шлапа, С.О. Солопан, А.Г. Білоус, 2019
mailto:timashkov.chem@gmail.com�
І.П. Тімашков, Ю.Ю. Шлапа, С.О. Солопан, А.Г. Білоус
18 ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2019, т . 85, № 9
впливає на організм [16]. Тому важливо ство-
рювати мультифункціональні наноматеріали,
які, окрім здатності нагріватися в змінному
магнітному полі, могли б проявляти додатко-
ву антиоксидантну активність. Дослідження
авторів роботи [17] показують, що НЧ LSMO
характеризуються слабкою антиоксидантною
активністю, що унеможливлює використан-
ня цього матеріалу як антиоксиданту.
Одним із відомих матеріалів, що прояв-
ляє антиоксидантну активність, є нанорозмі-
рний СеО2 [18–20]. Він має значний фарма-
кологічний потенціал і є перспективним для
боротьби з активними формами оксигену і
нітрогену [21], для лікування нейродегенера-
тивних захворювань (хвороба Альцгеймера
тощо) [22]. Існують відомості [23], що нано-
розмірний СеО2 може використовуватись для
зменшення променевого навантаження у па-
цієнтів, що піддаються радіоізотопному оп-
роміненню.
Цікавою науковою задачею є синтез НЧ
на основі LSMO, в яких іони лантану частко-
во заміщені на іони церію, з метою об’єд-
нання в одному матеріалі здатності нагріва-
тися в змінному магнітному полі до контро-
льованих температур і проявляти антиокси-
данту активність. Такий матеріал може бути
перспективним при дослідженні в терапії про-
меневої хвороби, радіаційних опіків повної
та неповної глибини тощо. Однак часткове
заміщення іонів лантану на іони церію може
суттєво знизити рівень магнітних властивос-
тей та здатність ефективно нагріватися при
дії змінного магнітного поля до 43–45 °С. По-
дібні дослідження в літературі відсутні, тому
на першому етапі важливо дослідити можли-
вість синтезу таких НЧ та вплив іонів церію
на структурні властивості та здатність нагрі-
ватися при дії змінного магнітного поля.
Мета даної роботи — синтез церій-за-
міщених наночастинок La0.7- xCexSr0ю3MnO3
(x=0–0,2) та дослідження їх кристалохімічних
властивостей.
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА. Для
вивчення властивостей церій-заміщених на-
ночастинок манганіту синтезували серію зра-
зків, хімічні склади яких наведено в табл. 1.
Наночастинки синтезували золь-гель мето-
дом, як описано в роботі [24]. Вихідними ре-
агентами були водні розчини солей металів:
La(NO3)3·6(H2O), Ce(NO3)3 6(H2O), Sr(NO3)2·
4(H2O), Mn(NO3)2·6(H2O), гель-формуючими
агентами — лимонна кислота та етиленглі-
коль. Їх додавали до необхідної кількості со-
лей металів та нагрівали отриману суміш, по-
стійно перемішуючи при 80 °С. В результаті
нагрівання утворювався полімерний гель, з
якого при 200 °С формувався аморфний не-
магнітний прекурсор. Для одержання криста-
лічних наночастинок проводили додаткову
термообробку при 800 °С протягом 2 годин.
Т а б л и ц я 1
Хімічні склади зразків системи LSMO–Ce
Маркування зразка Хімічний склад
LSMO–Ce_0 La0.7Sr0.3MnO3
LSMO–Ce_2 La0.68Ce0.02Sr0.3MnO3
LSMO–Ce_3 La0.67Ce0.03Sr0.3MnO3
LSMO–Ce_5 La0.65Ce0.05Sr0.3MnO3
LSMO–Ce_7 La0.63Ce0.07Sr0.3MnO3
LSMO–Ce_10 La0.6Ce0.1Sr0.3MnO3
LSMO–Ce_20
La0.5Ce0.2Sr0.3MnO3
Структурні властивості одержаних НЧ
досліджували методом рентгенофазового ана-
лізу (РФА) (CuKα-випромінювання) на диф-
рактометрі ДРОН-4. Методом повнопрофіль-
ного аналізу Рітвельда розраховували крис-
талографічні параметри елементарної комірки
за допомогою пакету програм FULL PROFF.
Морфологію синтезованих наночасти-
нок досліджували методом просвічуючої елек-
тронної мікроскопії (ТЕМ). Обробку даних
ТЕМ-мікроскопії, розрахунок розподілу нано-
частинок за розмірами проводили, використо-
Синтез та кристалохімічні властивості церій-заміщених наночастинок …
ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2019, т . 85, № 9 19
вуючи пакети програм Image Tools та Origin 9.0.
Залежності температури нагріву від ча-
су дії змінного магнітного поля для наночас-
тинок (La,Sr)MnO3 вимірювали, використо-
вуючи генератор змінного магнітного поля та
магнітну котушку з частотою 300 кГц. Темпе-
ратуру нагріву вимірювали оптоволоконною
термопарою OPTOCON, а одержані результа-
ти обробляли за допомогою програмного за-
безпечення FOTEC.
ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ. Для
дослідження кристалохімічних властивостей
одержаних наночастинок системи LSMO–Ce
було проведено рентгенофазовий аналіз, від-
повідні рентгенограми представлені на рис.
1. З одержаних даних видно, що при концен-
трації церію до 5 % мол. утворюються однофа-
зні НЧ, що кристалізуються в структурі де-
формованого перовськіту. При збільшені вмі-
сту церію вище 5 % мол. утворюється додат-
кова фаза СеО2, що підтверджується появою
нових піків (позначених *) на рентгенограмах
(рис. 1). Інтенсивність додаткових піків зрос-
тає із збільшенням церію у вихідних зразках.
Для дослідження впливу температури
термообробки на утворення однофазного ма-
теріалу було проведено додаткову термооб-
робку наночастинок із вмістом церію 20 %
мол. при 1000 °С упродовж 2 год (рис.2). Як
видно з рентгенограм, піки, які відповідають
фазі CeO2(*), залишаються незмінними, що
свідчить про утворення не-
однофазного продукту не-
залежно від температури
термообробки при кон-
центрації церію вище
5 % мол.
З отриманих рент-
генограм (рис. 1) розра-
ховано параметри елемен-
тарної комірки, з ураху-
ванням того, що наночас-
тинки із вмістом Сe ≥ 5 %
містять додаткову фазу CeO2. Відповідні да-
ні зведено до табл. 2.
Рис. 1. Рентгенограми наночастинок системи
LSMO–Ce, одержаних золь-гель методом та піс-
ля термообробки при 800 °С.
Рис. 2. Рентгенограми наночастинок LSMO–
Ce_20 після термообробки при 800 та 1000 °С;
врізка: збільшена область графіка від 25 – 26 2θ .
Т а б л и ц я 2
Кристалографічні параметри наночастинок системи LSMO–Ce
Зразок a, Å c, Å V, Å3 Rf *, % RB **, %
LSMO–Ce_0 5.512(1) 13.52(2) 355.8(6) 7.02 10.8
LSMO–Ce_2 5.507(1) 13.53(6) 355.4(2) 5.68 9.42
LSMO–Ce_3 5.482(1) 13.44(5) 350.0(1) 4.20 6.02
LSMO–Ce_5 5.468(1) 13.44(3) 348.2(1) 6.21 8.91
LSMO–Ce_7 5.469(1) 13.44(4) 348.2(1) 3.55 3.72
LSMO–Ce_10 5.465(1) 13.45(3) 348.1(1) 3.29 5.34
LSMO–Ce_20 5.459(1) 13.47(4) 347.7(1) 2.82 5.22
І.П. Тімашков, Ю.Ю. Шлапа, С.О. Солопан, А.Г. Білоус
20 ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2019, т . 85, № 9
Рис. 3. Залежність об’єму елементарної комірки
наночастинок від концентрації іонів церію.
Із залежності, наведеної на рис. 3, вид-
но, що у вузькому діапазоні концентрацій (до
5 % мол.) церію об’єм елементарної комірки
лінійно зменшується, а при більших концен-
траціях залишається незмінним в межах по-
хибки. Це узгоджується із законом Вегарда і
свідчить про утворення безперервного ряду
твердих розчинів у діапазоні до 5 % мол. це-
рію, вказуючи на те, що в структуру перов-
ськіту входить до 5 % мол. церію, а решта
утворює кристалічну фазу CeO2.
Розміри наночастинок розраховували за
даними ТЕМ-мікроскопії, відповідні репре-
зентативні ТЕМ-зображення наведено на рис.
4. Як видно з одержаних результатів, середні
розміри наночастинок становили 30–40 нм.
Рис. 5. Залежність питомих втрат потужності (а)
для одержаних зразків наночастинок LSMO–Ce
та зміни температури нагрівання із часом (б).
Числовим показником ефективності на-
гріву НЧ є значення питомих втрат потужно-
сті (SLP), що вимірюється у Вт/г. Для дослід-
ження ефективності нагріву наночастинок у
змінному магнітному полі роз-
роблено ряд магнітних рідин на
основі водного розчину декстра-
ну. Виміряно зміну температури
нагріву наночастинок у змінно-
му магнітному полі в залежності
від часу і розраховано значення
SLP для наночастинок. Як пока-
зали одержані результати, усі
Рис. 4. Репрезентативні ТЕМ-
зображення та розподіл за роз-
мірами для наночастинок сис-
теми LSMO–Ce з концентраці-
єю церію 0 (а), 10 (б), 20 % (в).
Синтез та кристалохімічні властивості церій-заміщених наночастинок …
ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2019, т . 85, № 9 21
магнітні рідини ефективно нагріваються при
дії змінного магнітного поля до температу-
ри 43–45 °С, а максимальна температура на-
гріву зменшується зі збільшенням концент-
рації церію. З концентраційної залежності
SLP, наведеної на рис. 5, б , видно, що зміна
ефективності нагріву наночастинок корелює
із зміною кристалографічних параметрів на-
ночастинок: у діапазоні концентрацій церію
до 5 % ефективність нагріву монотонно зме-
ншується, а при концентраціях церію вище
5 % вона практично не змінюється.
ВИСНОВКИ. Золь-гель методом синте-
зовано серію церій-заміщених манганітів ла-
нтану-стронцію із вмістом церію в діапазоні
0–20 % мол. За даними РФА встановлено, що
заміщення іонів лантану на іони церію в кри-
сталічній структурі проходить лише до 5 %
мол. церію незалежно від температури тер-
мообробки, а при вищих концентраціях утво-
рюється додаткова фаза СеО2. За даними
ТЕМ-мікроскопії розраховано, що середні ро-
зміри наночастинок становлять 30–40 нм. На
основі синтезованих наночастинок розробле-
но серію магнітних рідин і показано, що вони
ефективно та контрольовано нагріваються до
необхідних температур у змінному магнітно-
му полі, а ефективність нагріву прямо про-
порційно змінюється зі збільшенням вмісту
церію. За результатами проведених компле-
ксних досліджень показано можливість син-
тезу однофазних церій-заміщених наночас-
тинок манганіту зі структурою перовськіту
та встановлено, що церій несуттєво впливає
на зміну магнітних властивостей наночасти-
нок і вони є перспективними для подальших
досліджень у ролі індукторів магнітної гіпер-
термії, а також для проведення біологічних
випробувань.
СИНТЕЗ И КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙ-
СТВА ЦЕРИЙ-ЗАМЕЩЕННЫХ НАНОЧАСТИЦ
МАНГАНИТА (La,Sr)MnO3
И.П. Тимашков*, Ю.Ю. Шлапа, С.А. Солопан,
А.Г. Белоус
Институт общей и неорганической химии им.
В.И.Вернадского НАН Украины, просп. Академи-
ка Палладина, 32/34, Киев, 03142, Украина
* е-mail: timashkov.chem@gmail.com
Наночастицы церий-замещенного лантана-
стронция La0.7–xSr0.3CexMnO3 (x = 0–0.2) синтези-
рованы золь-гель методом. По данным рентгено-
фазового анализа установлено, что непрерывный
ряд твердых растворов со структурой перовскита
образуется при замещении ионов лантана на ио-
ны церия в концентрационном диапазоне до 5 %
мол. церия. Показано, что синтезированные на-
ночастицы эффективно нагреваются при воздей-
ствии внешнего переменного магнитного поля до
43–45 °С, что делает их перспективными для да-
льнейших исследований в роли индукторов маг-
нитной гипертермии.
К л ю ч е в ы е с л о в а: манганит, перовскит, тве-
рдый раствор, кристаллохимические свойства, маг-
нитная жидкость, удельные потери мощности.
SYNTHESIS AND CRYSTALLOCHEMICAL PRO-
PERTIES OF Ce-SUBSTITUTED NANOPARTIC-
LES OF MANGANITE (La,Sr)MnO3
I.P.Timashkov*, Yu.Yu.Shlapa, S.O.Solopan,
A.G.Belous
V.I. Vernadsky Institute of General and Inorganic
Chemistry of the National Academy of Sciences of
Ukraine, 32/34 Academic Palladin Avenue, Kyiv,
03142, Ukraine
*e-mail: timashkov.chem@gmail.com
Serious of Ce-substituted lanthanum-strontium man-
ganites La0.7–xSr0.3CexMnO3 (x = 0–0.2) nanoparticles
were synthesized by sol-gel method with further heat
treatment of precursors at 800 °C. Crystallographic
properties of obtained nanoparticles were investiga-
ted by X-ray diffraction method. According to XRD
data, it was established that the substitution of lan-
thanum ions by cerium in the crystalline structure
and formation of single-phased nanoparticles occurs
mailto:timashkov.chem@gmail.com�
mailto:timashkov.chem@gmail.com�
І.П. Тімашков, Ю.Ю. Шлапа, С.О. Солопан, А.Г. Білоус
22 ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2019, т . 85, № 9
only up to 5 % mol. of Ce regardless of the heating
temperature. Linear decreasing the cell volume of
nanoparticles in this concentration range of Ce satis-
fies the Vegard law and indicates on the formation of
a continuous series of solid solutions with the dis-
torted perovskite up to 5 % of Ce. At higher concen-
trations of Ce there are additional peaks on the XRD
patterns, which point on the formation of an addi-
tional phase of CeO2. According to TEM studies, it
was calculated that the average size of was 30–
40 nm. To estimate heating efficiency of synthesized
nanoparticles in the alternating magnetic field, mag-
netic fluids based on the synthesized nanoparticles
and aqueous dextran solution were prepared. It was
shown that they effectively heated up to controlled
temperatures in an alternating magnetic field, and
their heating efficiency was directly proportional to
the increase of the concentration of cerium. Accor-
ding to the results of the complex studies, it was
shown the possibility to synthesize single-phase Ce-
substituted nanoparticles of manganite with a pe-
rovskite structure. It was established that cerium
does not significantly influence on the change of
magnetic properties of such nanoparticles and they
are promising for further investigations as the in-
ducers of magnetic hyperthermia, as well as for the
biological tests.
K e y w o r d s: manganite, perovskite, solid solution,
crystallochemical properties, magnetic fluid, specific
losses of power.
ЛІТЕРАТУРА
1. Qiu J.-D., Xiong M., Liang R.-P. et al. Synthesis
and characterization of ferrocene modified Fe3O4/
Au magnetic nanoparticles and its application // J.
Biosen. and Bioelec. -2009. -24. -P. 2649–2653.
2. Xie L., Jiang R., Zhu F. et al. Application of func-
tionalized magnetic nanoparticles in sample pre-
paration // J. Anal. Bioanal. Chem. DOI 10.1007
/s00216-013-7302-6
3. Arruebo M., Fernández-Pacheco R., Ibarra M.
R., Santamaría J. Magnetic nanoparticles for drug
delivery // J. Nanotoday. -2007. -2. -P. 3.
4. Jun B.-H., Noh M. S., Kim J. et al. Multifunctio-
nal silver-embedded magnetic nanoparticles as
SERS nanoprobes and their applications // J.
Nano Small Micro. -2010. -6. -P. 119–125.
5. Dobson J. Magnetic nanoparticles for drug deli-
very // J. Drug Develop. Res. -2006. -67. -P. 55–60.
6. Sun C., Lee J. S.H., Zhang M. Magnetic nanopar-
ticles in MR imaging and drug delivery // J. Ad-
van. Drug Del. Rev. -2008. -60. –P. 1252–1265.
7. Ito A., Shinkai M., Honda H., Kobayashi T. Med-
ical Application of Functionalized Magnetic Na-
noparticles // J. Biosci. Bioengin. -2005. -100.
-P. 1–11. doi: 10.1263/jbb.100.1
8. Yang C.-C., Yang S.-Y., Chieh J.-J. et al. Bio-
functionalized magnetic nanoparticles for speci-
fically detecting biomarkers of Alzheimer’s di-
sease in vitro // J. ACS Chem. Neurosci. -2011.
-2. -P. 500–505.
9. Rosensweig R.E. Heating magnetic fluid with al-
ternating magnetic field // J. Magn. Magn. Mat.
-2002. -252. -P. 370–374.
10. Huh A. J., Kwon Y. J. “Nanoantibiotics”: a new
paradigm for treating infectious diseases using
nanomaterials in the antibiotics resistant era // J.
Control. Rel. -2011. -156. -P. 128–145.
11. He Q., Liu J., Liang J. et al. Synthesis and anti-
bacterial activity of magnetic MnFe2O4/Ag com-
posite particles // J. Nanosci. Nanotech. Lett.
-2014. -6. -P. 385–391.
12. Jadhav S.V., Nikam D. S., Khot V. M. et al. Stu-
dies on colloidal stability of PVP-coated LSMO
nanoparticles for magnetic fluid hyperthermia //
New J. Chem. doi: 10.1039/c3nj00554b
13. Jadhava S.V., Nikama D.S., Khota V.M. et al.
PVA and PEG functionalized LSMO nanoparti-
cles for magnetic fluid hyperthermia application
// J. Mat. Charact. doi: 10.1016/j.matchar.2015.
03.001
14. Shlapa Y., Kulyk M., Kalita V. et al. Iron Doped
(La,Sr)MnO3 manganites as promising mediators
of self-controlled magnetic nanohyperthermia //
J. Nanoscale Res. Lett. -2016. -11. -P.1–8.
15. Shlapa Yu., Solopan S., Bodnaruk A. et al. Lan-
thanum-strontium manganites for magnetic nano-
hyperthermia: fine tuning of parameters by sub-
stitutions in the lanthanum sublattice // J. Alloys
Compd. -2017. -702. -P. 31–37.
Синтез та кристалохімічні властивості церій-заміщених наночастинок …
ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2019, т . 85, № 9 23
16. Valkoa M., Leibfritzb D., Moncola J. et al. Free
radicals and antioxidants in normal physiologi-
cal functions and human disease // The Internat.
J. Biochem. & Cell Bio. -2007. -39. -P. 44–84.
17. Shydlovska O., Zholobak N., Dybkova S. et al.
Synthesis and comparative characteristics of bio-
logical activities of (La,Sr)MnO3 and Fe3O4 na-
noparticles // Eur. J. Nanomed. -2017. -9, № 1.
-P. 33–43.
18. Alaraby M., Herna’ndez A., Annangi B. et al.
Antioxidant and antigenotoxic properties of
CeO2 NPs and cerium sulphate: studies with dro-
sophila melanogaster as a promising in vivo mo-
del // J. Nanotox. doi: 10.3109/17435390. 2014.
976284
19. Karakoti A.S., Monteiro-Riviere N.A., Aggarwal
R. et al. Nanoceria as antioxidant: synthesis and
biomedical applications // J. Bio.Mat. Sci. -2008.
-1. -P. 33–37.
20. Shlapa Y., Sarnatskaya V., Timashkov I. et al.
Synthesis of CeO2 nanoparticles by precipitation
in reversal microemulsions and their physical–
chemical and biological properties // J. Appl.
Phys. -2019. -125. -P. 412.
21. Tsekhmistrenko O.S., Tsekhmistrenko S.I.,
Bityutskyy V.S. et al. Biomimetic and antioxi-
dant activity of nanocrystalline cerium dioxide //
J. World of Med. and Bio. -2018. -63. -P. 196–
201.
22. D’Angelo B., Santucci S., Benedetti E. et al. Ce-
rium oxide nanoparticles trigger neuronal survi-
val in a human Alzheimer disease model by
modulating BDNF pathway // J. Current Na-
nosci. -2009. -5. -P.167–176.
23. Colon J., Herrera L., Smith J. et al. Protection
from radiation-induced pneumonitis using ceri-
um oxide nanoparticles // J. Nanomed.: Nano-
tech., Biology, and Med. -2009. -5. -P.225–231.
24. Shlapa Y., Solopan S., Belous A. Effect of mecha-
no-chemical processing in the synthesis of weak-
ly agglomerated ferromagnetic La1-xSrxMnO3 na-
noparticles on their properties // 2015 IEEE 35th
Int. Conf. on Electronics and Nanotechnology
(ELNANO). -Kyiv, 2015. -P. 282–286.
REFERENCES
1. Qiu J.-D., Xiong M., Liang R.-P., Peng H.-P., Liu
F. Synthesis and characterization of ferrocene
modified Fe3O4/Au magnetic nanoparticles and
its application. J. Biosens. and Bioelec. 2009. 24:
2649.
2. Xie L., Jiang R., Zhu F., Liu H., Ouyang G. Ap-
plication of functionalized magnetic nanopartic-
les in sample preparation. J. Anal. Bioanal. Chem.
doi 10.1007/s00216-013-7302-6
3. Arruebo M., Fernández-Pacheco R., Ibarra M. R.,
Santamaría J. Magnetic nanoparticles for drug de-
livery. J. Nanotoday . 2007. 2: 3.
4. Jun B.-H., Noh M. S., Kim J., Kim G., Kang H.,
Kim M.-S. Multifunctional silver-embedded mag-
netic nanoparticles as SERS nanoprobes and their
applications. J. Nano Small Micro. 2010. 6: 119.
5. Dobson J. Magnetic nanoparticles for drug deli-
very. J. Drug Develop. Res. 2006. 67: 55.
6. Sun C., Lee J.S.H., Zhang M. Magnetic nanopar-
ticles in MR imaging and drug delivery. J. Advan.
Drug Del. Rev. 2008. 60: 1252.
7. Ito A., Shinkai M., Honda H., Kobayashi T. Medi-
cal Application of Functionalized Magnetic Na-
noparticles. J. Biosci. Bioengin. 2005. 100: 1. doi:
10.1263/jbb.100.1
8. Yang C.-C., Yang S.-Y., Chieh J.-J., Horng H.-E.,
Hong C.-Y., Yang H.-C., Chen K.H., Shih B.Y.,
Chen T.-F., Chiu M.-J. Biofunctionalized mag-
netic nanoparticles for specifically detecting
biomarkers of alzheimer’s disease in vitro. J. ACS
Chem. Neurosci. 2011. 2: 500.
9. Rosensweig R.E. Heating magnetic fluid with al-
ternating magnetic field. J. Magne. Magne. Mat.
2002. 252: 370.
10. Huh A.J., Kwon Y.J. “Nanoantibiotics”: a new
paradigm for treating infectious diseases using
nanomaterials in the antibiotics resistant era. J.
Control. Rel. 2011. 156: 128.
11. He Q., Liu J., Liang J., Huang C., Li W. Synthe-
sis and antibacterial activity of magnetic MnFe2O4/
Ag composite particles. J. Nanosci. Nanotech.
Lett. 2014. 6: 385.
І.П. Тімашков, Ю.Ю. Шлапа, С.О. Солопан, А.Г. Білоус
24 ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2019, т . 85, № 9
12. Jadhav S.V., Nikam D.S., Khot V.M., Thorat N.D.,
Phadatare M.R., Ningthoujam R.S., Salunkhecand
A.B., Pawar S.H. Studies on colloidal stability of
PVP-coated LSMO nanoparticles for magnetic
fluid hyperthermia. New J. Chem. doi: 10.1039/
c3nj00554b
13. Jadhava S.V., Nikama D.S., Khota V.M., Mali-
band S.S., Pawara S.H. PVA and PEG function-
alised LSMO nanoparticles for magnetic fluid
hyperthermia application. J. Mat. Charact. doi:
10.1016/j.matchar.2015.03.001
14. Shlapa Y., Kulyk M., Kalita V., Polek T., Tovsto-
lytkin A., Greneche J.-M., Solopan S., Belous A.
Iron Doped (La,Sr)MnO3 Manganites as promi-
sing mediators of self-controlled magnetic nano-
hyperthermia. J. Nanoscale Res. Lett. 2016. 11: 1.
15. Shlapa Yu., Solopan S., Bodnaruk A., Kulyk M.,
Kalita V., Tykhonenko-Polishchuk Yu., Tovsto-
lytkin A., Zinchenko V., Belous A. Lanthanum-
strontium manganites for magnetic nanohy-
perthermia: fine tuning of parameters by substi-
tutions in the lanthanum sublattice. J. of Alloys
Compd. 2017. 702: 31.
16. Valkoa M., Leibfritzb D., Moncola J., Croninc
M.T.D., Mazura M., Telser J. Free radicals and
antioxidants in normal physiologicalfunctions
and human disease. The Internat. J. of Biochem.
& Cell Bio. 2007. 39: 44.
17. Shydlovska O., Zholobak N., Dybkova S., Osin-
sky S., Bubnovskaya L., Yelenich O., Solopan
S., Belous A. Synthesis and comparative charac-
teristics of biological activities of (La,Sr)MnO3
and Fe3O4 nanoparticles. Eur. J. Nanomed. 2017.
9 (1): 33.
18. Alaraby M., Hernandez A., Annangi B., Demir E.,
Bach J., Rubio L., Creus A., Marcos R. Antioxi-
dant and antigenotoxic properties of CeO2 NPs
and cerium sulphate: studies with drosophila me-
lanogasteras apromisingin vivomodel. J. Nano-
tox. doi: 10.3109/17435390.2014.976284
19. Karakoti A.S., Monteiro-Riviere N.A., Aggarwal
R., Davis J.P., Narayan R.J., Self W.T., McGin-
nis J., Seal S. Nanoceria as antioxidant: synthesis
and biomedical applications. J. Bio.Mat. Sci.
2008. 1: 33.
20. Shlapa Y., Sarnatskaya V., Timashkov I., Yush-
ko L., Antal I., Gerashchenko B., Nychyporenko
I., Belous A., Nikolaev V., Timko M. Synthesis
of CeO2 nanoparticles by precipitation in rever-
sal microemulsions and their physical-chemical
and biological properties. J. Applied Phys. 2019.
125: 412.
21. Tsekhmistrenko O.S., Tsekhmistrenko S.I., Bi-
tyutskyy V.S., Melnichenko O.M., Oleshko O.A.
Biomimetic and antioxidant activity of nanocrys-
talline cerium dioxide. J. World Med. Bio.
2018. 63: 196.
22. D’Angelo B., Santucci S., Benedetti E., Di Lore-
to S., Phani R., Falone S. Cerium oxide nanopar-
ticles trigger neuronal survival in a human Alz-
heimer disease model by modulating BDNF
pathway. J. Current Nanosci. 2009. 5: 167.
23. Colon J., Herrera L., Smith J., Patil S., Komanski C.,
Kupelian P., Seal S., Jenkins D.W., Baker C.H.
Protection from radiation-induced pneumonitis
using ceriumoxide nanoparticles. J. Nanomed.:
Nanotech., Biology, and Med. 2009. 5: 225.
24. Shlapa Y., Solopan S., Belous A. Effect of me-
chano-chemical processing in the synthesis of
weakly agglomerated ferromagnetic La1–xSrx-
MnO3 nanoparticles on their properties. 2015
IEEE 35th International Conference on Electron-
ics and Nanotechnology (ELNANO). -Kyiv,
2015. 282.
Надійшла 27.09.2019
|
| id | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-80 |
| institution | Ukrainian Chemistry Journal |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-23T01:04:15Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | ucjorgua/5f/3fb0746c5140ccaa042386c5d234dc5f.pdf |
| spelling | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-802026-07-22T08:23:41Z SYNTHESIS AND CRYSTALLOCHEMICAL PROPERTIES OF Ce-SUBSTITUTED NANOPARTICLES OF MANGANITE (La,Sr)MnO3 СИНТЕЗ И КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕРИЙ-ЗАМЕЩЕННЫХ НАНОЧАСТИЦ МАНГАНИТА (La,Sr)MnO3 СИНТЕЗ ТА КРИСТАЛОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЦЕРІЙ-ЗАМІЩЕНИХ НАНОЧАСТИНОК МАНГАНІТУ (La,Sr)MnO3 Timashkov, Illia Shlapa, Yulia Solopan, Sergiy Belous, Anatoliy manganite, perovskite, solid solution, crystallochemical properties, magnetic fluid, specific losses of power. Serious of Ce-substituted lanthanum-strontium man-ganites La0.7–xSr0.3CexMnO3 (x = 0–0.2) nanoparticles were synthesized by sol-gel method with further heat treatment of precursors at 800 °C. Crystallographic properties of obtained nanoparticles were investiga-ted by X-ray diffraction method. According to XRD data, it was established that the substitution of lan-thanum ions by cerium in the crystalline structure and formation of single-phased nanoparticles occurs only up to 5 % mol. of Ce regardless of the heating temperature. Linear decreasing the cell volume of nanoparticles in this concentration range of Ce satis-fies the Vegard law and indicates on the formation of a continuous series of solid solutions with the dis-torted perovskite up to 5 % of Ce. At higher concen-trations of Ce there are additional peaks on the XRD patterns, which point on the formation of an addi-tional phase of CeO2. According to TEM studies, it was calculated that the average size of was 30–40 nm. To estimate heating efficiency of synthesized nanoparticles in the alternating magnetic field, mag-netic fluids based on the synthesized nanoparticles and aqueous dextran solution were prepared. It was shown that they effectively heated up to controlled temperatures in an alternating magnetic field, and their heating efficiency was directly proportional to the increase of the concentration of cerium. Accor-ding to the results of the complex studies, it was shown the possibility to synthesize single-phase Ce-substituted nanoparticles of manganite with a pe-rovskite structure. It was established that cerium does not significantly influence on the change of magnetic properties of such nanoparticles and they are promising for further investigations as the in-ducers of magnetic hyperthermia, as well as for the biological tests. V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2019-10-16 Article Article Inorganic Chemistry Неорганическая химия Неорганічна хімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/80 10.33609/0041-6045.85.9.2019.17-24 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 85 No. 9 (2019): Ukrainian Chemistry Journal; 17-24 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 85 ##issue.no## 9 (2019): Украинский химический журнал; 17-24 Український хімічний журнал; Том 85 № 9 (2019): Український хімічний журнал; 17-24 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/80/53 Copyright (c) 2019 Illia Timashkov, Yulia Shlapa, Sergiy Solopan, Anatoliy Belous https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | Timashkov, Illia Shlapa, Yulia Solopan, Sergiy Belous, Anatoliy СИНТЕЗ ТА КРИСТАЛОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЦЕРІЙ-ЗАМІЩЕНИХ НАНОЧАСТИНОК МАНГАНІТУ (La,Sr)MnO3 |
| title | СИНТЕЗ ТА КРИСТАЛОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЦЕРІЙ-ЗАМІЩЕНИХ НАНОЧАСТИНОК МАНГАНІТУ (La,Sr)MnO3 |
| title_alt | SYNTHESIS AND CRYSTALLOCHEMICAL PROPERTIES OF Ce-SUBSTITUTED NANOPARTICLES OF MANGANITE (La,Sr)MnO3 СИНТЕЗ И КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕРИЙ-ЗАМЕЩЕННЫХ НАНОЧАСТИЦ МАНГАНИТА (La,Sr)MnO3 |
| title_full | СИНТЕЗ ТА КРИСТАЛОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЦЕРІЙ-ЗАМІЩЕНИХ НАНОЧАСТИНОК МАНГАНІТУ (La,Sr)MnO3 |
| title_fullStr | СИНТЕЗ ТА КРИСТАЛОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЦЕРІЙ-ЗАМІЩЕНИХ НАНОЧАСТИНОК МАНГАНІТУ (La,Sr)MnO3 |
| title_full_unstemmed | СИНТЕЗ ТА КРИСТАЛОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЦЕРІЙ-ЗАМІЩЕНИХ НАНОЧАСТИНОК МАНГАНІТУ (La,Sr)MnO3 |
| title_short | СИНТЕЗ ТА КРИСТАЛОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЦЕРІЙ-ЗАМІЩЕНИХ НАНОЧАСТИНОК МАНГАНІТУ (La,Sr)MnO3 |
| title_sort | синтез та кристалохімічні властивості церій-заміщених наночастинок манганіту (la,sr)mno3 |
| topic_facet | manganite perovskite solid solution crystallochemical properties magnetic fluid specific losses of power. |
| url | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/80 |
| work_keys_str_mv | AT timashkovillia synthesisandcrystallochemicalpropertiesofcesubstitutednanoparticlesofmanganitelasrmno3 AT shlapayulia synthesisandcrystallochemicalpropertiesofcesubstitutednanoparticlesofmanganitelasrmno3 AT solopansergiy synthesisandcrystallochemicalpropertiesofcesubstitutednanoparticlesofmanganitelasrmno3 AT belousanatoliy synthesisandcrystallochemicalpropertiesofcesubstitutednanoparticlesofmanganitelasrmno3 AT timashkovillia sintezikristallohimičeskiesvojstvacerijzameŝennyhnanočasticmanganitalasrmno3 AT shlapayulia sintezikristallohimičeskiesvojstvacerijzameŝennyhnanočasticmanganitalasrmno3 AT solopansergiy sintezikristallohimičeskiesvojstvacerijzameŝennyhnanočasticmanganitalasrmno3 AT belousanatoliy sintezikristallohimičeskiesvojstvacerijzameŝennyhnanočasticmanganitalasrmno3 AT timashkovillia sinteztakristalohímíčnívlastivostíceríjzamíŝenihnanočastinokmanganítulasrmno3 AT shlapayulia sinteztakristalohímíčnívlastivostíceríjzamíŝenihnanočastinokmanganítulasrmno3 AT solopansergiy sinteztakristalohímíčnívlastivostíceríjzamíŝenihnanočastinokmanganítulasrmno3 AT belousanatoliy sinteztakristalohímíčnívlastivostíceríjzamíŝenihnanočastinokmanganítulasrmno3 |