Nanopartículas de hierro-platino (FePt PN) son 3D superredes compuestas de una relación atómica aproximadamente igual de Fe y Pt . En condiciones estándar, las NP de FePt existen en la fase cúbica centrada en la cara, pero pueden cambiar a una fase tetragonal centrada en la cara químicamente ordenada como resultado del recocido térmico . [1] Actualmente existen muchos métodos sintéticos como la microemulsión de agua en aceite , la síntesis térmica en un solo paso con precursores metálicos y el ensamblaje de acoplamiento intercambiado para fabricar NP de FePt. [1] [2] [3] [ fuente no confiable? ] Una propiedad importante de las NP de FePt es sucarácter superparamagnético por debajo de 10 nanómetros. [4] El superparamagnetismo de los NP de FePt los ha convertido en candidatos atractivos para ser utilizados como agentes de exploración de resonancia magnética / tomografía computarizada y un material de registro de alta densidad. [5] [6]
Propiedades
Las diversas propiedades de las nanopartículas de hierro y platino les permiten funcionar de múltiples formas. En condiciones estándar, las NP de FePt existen en la fase cúbica centrada en las caras con un diámetro de 3 a 10 nanómetros. [7] Sin embargo, una vez que se agrega calor, la estructura se vuelve tetragonal y superparamagnética centrada en la cara. Las nanopartículas se vuelven superparamagnéticas porque la adición de calor hace que la partícula sea más pequeña y rica en hierro, ya que elimina cualquier impureza en las partículas. [4] Como resultado, las nanopartículas se utilizan en tomografías computarizadas o resonancias magnéticas.
Los virus de las plantas, conocidos como virus del mosaico del caupí y virus del mosaico del tabaco , aumentan el radio promedio de los NP de FePt mediante la mineralización directa. [8] La plantilla del virus actúa como un método natural y benigno para monodispersar las nanopartículas de hasta 30 nanómetros de diámetro. [9] El aumento de tamaño de las nanopartículas bimetálicas le da derecho a una gama más amplia de aplicaciones biológicas.
Síntesis
Las nanopartículas de platino tienen una estabilidad química más fuerte con la adición de hierro, cobalto o níquel . Las aleaciones de platino también tienen un mejor rango de detección y actividad catalítica que su contraparte. Estas adiciones de metales magnéticos al platino reducen la sensibilidad general a la oxidación mientras mantienen las propiedades magnéticas deseables. [10] [ fuente no confiable? ] Las nanopartículas de FePt combinadas se sintetizan para aplicaciones medicinales. Un método de síntesis utiliza tecnología de láser incidente para irradiar soluciones que contienen hierro y platino para combinar las dos aleaciones. Se emite un rayo láser sobre una mezcla 4: 1 de acetilacetonato de hierro (III) y acetilacetonato de platino (II) disuelto en metanol . [11] El negro de precipitados se lavan a continuación y se secaron sobre silicio sustratos a caracterizarse por Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) y de difracción de rayos X .
Un método alternativo de síntesis implica la correducción de ácido cloroplatínico (H2PtCl6) y cloruro de hierro (II) en microemulsiones de agua en aceite. [3] En este proceso, la estructura cúbica normal centrada en la cara se transforma en una configuración tetragonal centrada en la cara, lo que ofrece un producto de mayor densidad útil para muchas aplicaciones de medios de almacenamiento.
Aplicaciones
Los NP de FePt son materiales prometedores para soportes de grabación magnéticos de densidad ultra alta debido a su alta coercitividad . Una coercitividad más alta indica que el material no se puede desmagnetizar fácilmente. Después del recocido a 700 ° C, la película puede tener una coercitividad de hasta 14KOe en comparación con los discos duros comunes que tienen una coercitividad de 5KOe. [12] También se han cultivado nanopartículas con coercividades de hasta 37 kOe. [13]
Debido a su superparamagnetismo y forma, tamaño y superficie controlables, las nanopartículas de hierro y platino tienen un gran potencial para promover la medicina en muchos campos, incluida la imaginación, la detección de patógenos y la terapia dirigida contra el cáncer . [4] Los NP se pueden conjugar con anticuerpos para la entrega específica de tejido, lo que proporciona una forma sistemática de personalizar cualquiera de las tecnologías. FePt PN son compatibles para CT exploraciones debido a su fuerte capacidad para absorber rayos x . [14] Los NP de FePt también proporcionan una alternativa no tóxica y más persistente a las moléculas yodadas que son dañinas para el riñón y sobreviven en el cuerpo por poco tiempo. [4] Las propiedades superparamagnéticas de las nanopartículas y el método sistemático para conjugar ligandos a la superficie de FePt las convierte en vehículos viables para la detección de patógenos como las bacterias grampositivas . [15] Los anticuerpos para las bacterias conjugadas al FePt NP se unen a las bacterias y se utilizan dipolos magnéticos para detectar el conjugado FePt NP-bacteria. Al unir péptidos a la superficie de las NP de FePt cúbicas centradas en la cara, el hierro citotóxico puede administrarse a ubicaciones específicas y absorberse con alta selectividad. [16] Una capa de fosfolípidos de FCC-FePt evita la liberación de Fe. Una vez en la célula, el bajo pH de los ambientes intracelulares del lisosoma descompone la bicapa de fosfolípidos. La descomposición catalizada por Fe del peróxido de hidrógeno en ROS da como resultado la oxidación de los lípidos de la membrana , el daño al ADN y las proteínas y la muerte del tumor.
Referencias
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