Е. С. ЗОТОВА, Э. Л. ДЗИДЗИГУРИ1, И. П. АРСЕНТЬЕВА2
Московский государственный металлургический институт
1Московский государственный институт стали и сплавов
2Московский государственный открытый университет
АНАЛИЗ ОКСИДНЫХ ФАЗ НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ БИОЛОГИЧЕСКИ
АКТИВНЫХ ПРЕПАРАТОВ
Методами фракционно-газового (ФГА) и рентгеноструктурного анализа (РСА), просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) выявлены и проанализированы оксидные фазы биологически активных наночастиц (НЧ) железа, меди и магния.
Одним из условий использования наночастиц (НЧ) металлов в качестве биологически активных препаратов, является требование их высокой степени окисленности. Для этих целей ультрадисперсный порошок (УДП) металла либо получают с высоким содержанием кислорода, либо повергают дополнительному окислению.
В настоящей работе методами ФГА, РСА, ПЭМ и РФЭС исследовали НЧ железа, полученных химико-металлургическим, меди и магния - левитационно-струйным методами.
Содержание кислорода в НЧ железа, измеренного ФГА, составило 15,9 % масс. РСА (рис.1) показал, что кислород связан в оксидные FeO, и Fe3O4 фазы, а на поверхности НЧ железа, как следует из РФЭС анализа (рис.2), присутствует фаза Fe2O3 [1].
ПЭМ анализ (рис.3) показал что, в ядре НЧ присутствует a-Fe, а оксидные фазы - в виде оксидных пленок и собственно НЧ оксидов, в основном фазы Fe3O4. По данным РСА период решетки НЧ железа а = = 0,28740 нм, что оказалось больше компактного железа (а = 0,28663 нм). Именно наличие на поверхности частиц железа НЧ оксидных фаз дало завышенное значение параметра решетки.
В НЧ меди содержание кислорода составило 19,0 % масс. РСА (рис. 4) показал наличие фаз Сu и СuO. Из ПЭМ изображения (рис. 5) видно, что кислород содержится в виде оксидных пленок на поверхности НЧ меди. По результатам РСА параметр решетки НЧ меди составил а = 0,32067 нм, что оказалось ниже табличной величины для крупнокристаллического состояния а = 0,36150 нм.
Фазовый рентгеновский анализ (рис.6) показал, что НЧ магния состоят из фаз Mg металлического и гидроксида магния Mg(OH)2. По результатам РСА периоды решетки НЧ магния имели следующие значения а = = 0,32067 нм; с = 0,52167 нм, при этом значение а оказалось ниже табличной величины, для крупнокристаллического состояния составляющей а = 0,32084 нм, а значение с - выше табличной, составляющей 0,52103 нм.
В работах [1,2] описаны биологические свойства НЧ железа и магния. Так, препараты на основе НЧ Fe, Mg- использовались в качестве ранозаживляющих средств, а Cu- антибактериальных. Откуда следует заключить, что высокое содержание кислорода в биологически активных НЧ металлов проявляется либо в наличии оксидных или гидроксидных пленок на поверхности НЧ, либо в виде собственно оксидных НЧ в зависимости от природы УДП металлов и метода их получения.
Рис. 1: РСА НЧ железа | Рис. 2: РФЭС НЧ железа | Рис. 3: ПЭМ НЧ железа |
Рис. 4: РФА НЧ меди | Рис. 5: ПЭМ НЧ меди | Рис. 6: РФА НЧ магния |
Список литературы
1. Арсентьева И. П., , а Исследование формирования биологически активных материалов на основе наночастиц железа.//Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем. Сборник научных трудов VII Всероссийской конференции. М: МИФИ. 2006. С. 81-85.
2. , , И. П, Ольховская, , . Исследование биологической активности наночастиц магния и меди // Материалы VIII Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь». Пенза 2005. С.157-160.
