Preparación y caracterización de nanopartículas de magnetita funcionalizados con ácido láurico, oleico y etilendiamino tetraacético para aplicaciones biomédicas y remediación ambiental.

Abstract

El presente trabajo consiste en la síntesis nanopartículas de magnetita funcionalizados con ácido láurico (LA), ácido oleico (AO) y etilendiamino tetraacético (EDTA),los cuales son moléculas orgánicas biocompatibles. La síntesis fue realizadas usando una ruta química, método de co-precipitación. Este ruta permite la producción de NPs funcionalizadas usando una infraestructura básica y de bajo costo de producción, esto último muy importante, principalmente, si consideramos el potencial de aplicaciones en el campo de la remediación ambiental, el cual es un tema muy sensible en el Perú. Para el caso de las aplicaciones biomédicas la ruta química es también la mejor alternativa sin embargo en este caso se requiere una caracterización mas exhaustiva y pruebas clínicas.

Después de síntesis de las NPs funcionalizadas estos fueron caracterizados con las técnicas: difracción de rayos X (DRX), Microscopía electrónica de trasmisión (TEM), espectroscopia Mössbauer (MS), magnetometría de muestra vibrante (VSM), espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS), espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y análisis termogravimétrico (TGA).

Del análisis realizados mediante las diferentes técnicas se concluyeron que las NPs funcionalizadas son de muy buena calidad. Todas ellas fueron magnéticas con magnetización de saturación de 60 emu/g, para el caso de las NPs recubiertas con AL. Las medidas de DRX y TEM mostramos que las NPs tiene un tamaño promedio entre 9 y 11 nm con estructura cristalina spinel con parámetro de red de 8.37 Å. De las medidas XPS determinamos que los átomos de hierro tiene valencia +3 y +2, con una relación total de átomos de hierro Fe3+:Fe2+ de 2:1. De las medidas FTIR mostramos que las moléculas AL, AO y EDTA están químicamente ligados a la superficie de las NPs. Mediante las medidas TGA logramos calcular el numero de moléculas funcionalizadas. En el caso de las NPs recubiertas con AL y AO fueron de 1974 y 1486, respectivamente.

--- This work involves the synthesis of magnetite nanoparticles functionalized with lauric acid (LA), oleic acid (OA) and ethylenediaminetetraacetic (EDTA), organic molecules which are biocompatible. The synthesis was carried out using a chemical route, co- precipitation method. This route allows the production of NPs functionalized using a basic infrastructure, low cost of production, the latter very important, especially if we consider the potential applications in the field of environmental remediation, which is a very sensitive issue in Peru. In the case of biomedical applications also chemical route is the best alternative in this case however requires a more extensive characterization and clinical trials.

After synthesis of functionalized NPs these were characterized with the techniques: X -ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), Mössbauer spectroscopy (MS), vibrating sample magnetometry (VSM), X - ray photoelectron spectroscopy (XPS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetry analysis (TGA).

Of the analysis made by the different techniques we concluded that functionalized NPs are of very good quality. All were magnetic with magnetic saturation of 60 emu=g, for the case of NPs coated with AL. The XRD and TEM measurements show that the NPs have an average size between 9 and 11 nm with spinel crystal structure with lattice parameter of 8.37 Å. XPS measures determined that iron atoms has a valence of +3 and +2, with a total ratio of iron atoms Fe3+:Fe2+ of 2:1. Of the FTIR measurements we show that AL, AO and EDTA molecules are chemically bound to the surface of the NPs . By TGA measures we calculate the number of functionalized molecules. In the case of NPs coated with AL and AO were 1974 and 1486, respectively.