سنتز و مشخصه يابي ذرات مغناطيسي فريت كلسيم پوشش داده شده با پلي اتيلن گلايكول براي گرمادرماني

Synthesis and characterization of PEGylated calcium ferrite magnetic particles for hyperthermia applications

در اين پژوهش، سنتز ذرات مغناطيسي فريت كلسيم تك فاز كه با پلي اتيلن گلايكول با استفاده از روش سولوترمال پوشش داده شده است، تشريح شده است. بدين منظور، سه نمونه با پوشش پلي اتيلن گلايكول در مقادير مختلف و يك نمونه بدون پوشش در محيط اتيلن گلايكول سنتز شده است. تركيب فازي و توزيع كاتيوني نمونه هاي سنتز شده با استفاده از دستگاه پراش پرتو ايكس و اندازه و شكل ذرات با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني بررسي شده است. نتايج آزمون پراش پرتو ايكس نشان مي دهد كه ساختار كريستالي تمامي نمونه ها از نوع مكعبي اسپينل با ساختار معكوس جزئي است. تصاوير گرفته شده توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني نشان مي دهد كه با افزايش درصد پلي اتيلن گلايكول، اندازه ذرات كاهش مي يابد. نتايج آزمون طيف سنجي پراكندگي انرژي پرتو ايكس حضور عناصر كلسيم، آهن و اكسيژن را در نمونه سنتز شده فريت كلسيم بدون پوشش تاييد مي كند. حضور پلي اتيلن گلايكول بر روي نمونه هاي پوشش داده شده توسط آزمايش ترموگراويمتري نشان داده شده است. خواص مغناطيسي نمونه ها با دستگاه مغناطيس سنج نمونه مرتعش بررسي و ميزان مغناطش اشباع حداكثر emu/g 51/2 و حداقل emu/g 24/9 به ترتيب براي نمونه بدون پوشش و براي نمونه با حداكثر ميزان پوشش بدست آمده است. همچنين، وجود پلي اتيلن گلايكول بر روي ذرات پوشش يافته توسط كاهش يافتن خاصيت مغناطيسي مواد متناسب با مقدار پوشش مجددا تاييد شده است. با استفاده از روش هايپرترمياي مغناطيسي، توانايي توليد گرما توسط ذرات مغناطيسي سنتز شده كه تحت يك ميدان مغناطيسي متناوب قرار گرفته بودند، بررسي شده و نتايج نشان مي دهدكه ذرات سنتز شده بدون پوشش و با حداكثر پوشش به ترتيب داراي ميزان اتلاف مغناطيسي W/g 1/12 و W/g 0/56 هستند.

In the current study، we have used solvothermal method to synthesize single phase calcium ferrite particles coated with polyethylene glycol (PEG) in ethylene glycol medium. Four samples، one of which with no PEG and three of which with different amounts of PEG، were synthesized and undergone several characterization analyses. The crystallite size، phase and morphology of the particles were analyzed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) techniques. The XRD patterns are related to single phase calcium ferrite particles with cubic spinel structure. The elemental analysis results from the EDX analysis proved the presence of Ca، Fe and oxygen in the bare calcium ferrite sample. The presence of the PEG on the coated samples was confirmed using thermogravimetric (TG) analysis. The magnetic properties of the particles were measured by vibrating sample magnetometry (VSM) method. The presence of the PEG on coated samples was further confirmed by the decrease of saturation magnetization values in proportion to the coating agent amount. The heat generation capability of the particles using a high frequency alternative magnetic field indicated that the particles are able to dissipate remarkable heat amount، making them suitable for hyperthermia applications.