2.3.Методика определения концентрации железа (III) в магнитоуправляемых липосомах и полиэлектролитных микрокапсулах методом эпр

Метод определения содержания магнетита методом спектрометрии электронного магнитного резонанса описан в работе [23].

Оборудование и материалы использованные для определения концентрации

спектрометр электронного парамагнитного резонанса CMS-8400

дозатор автоматический biohit 1мл

ЭПР-нейтральая подложка

вода Milli-Q

Описание методики определения концентрации железа (III) в магнитоуправляемых липосомах и полиэлектролитных микрокапсулах методом ЭПР

Для ЭПР-спектрометрии был применен малогабаритный спектрометр электронного парамагнитного резонанса с частотой электромагнитного излучения 9,2 ГГц. Градуировочный график готовился путем нанесения пробы магнетита известной массовой концентрации на кусочек чистой ЭПР-нейтральной подложки с последующим высушиванием в вакуумном шкафу при комнатной температуре с отрицательным давлением -1бар. Был приготовлен ряд образцов с заданным содержанием магнетита: В соответствии с разбавлением на подложку наносили по 10 мкл коллоидного магнетита различных разведений. Были рассчитана масса магнетита в приготовленных образцах. Амплитуда шума определялась на образце с 10 мкл дистиллированной воды. По результатам проведенных измерений была построена калибровочная кривая. Данный калибровочный график использовался для определения концентраций в исследуемых образцах магнитоуправляемых липосом и полиэлектролитных микрокапсул.

Перерасчет концентрации железа (III) на магнетит производился по формуле процентного вклада массы железа (III) в магнетит:

ω(Fe³⁺ в Fe3O4) =(3 ∙ M(Fe³⁺) / M(Fe3O4)) ∙ 100% =(3 ∙ 56 / 232) =72,41%

3.Результаты определения концентрации железа (III) и выбор оптимального метода его определения в полиэлектролитных микрокапсулах, магнитоуправляемых липосомах

3.1.Характеристи полиэлектролитных микрокапсул и магнитоуправляемых липосом содержащие наночастицы магнетита

Полиэлектролитные микрокапсулы и липосомы содержащие наночастицы магнетита представляют собой твердые структуры микронного и наноразмерного размера. Наночастицы магнетита интегрированы в оболочки и внутреннее пространство этих структур. Для определения концентрации железа (III) химическими методами необходимо перевести железо из кристаллического состояния (магнетит) в ионное. В соответствии с этим на первом этапом наших исследований была выполнена оценка возможности разрушения полиэлектролитных микрокапсул и магнитоуправляемых липосом и соответственно перевода наночастиц магнетита, входящего в их состав, в растворимую форму. Чтобы разрушить суспензии полиэлектролитных микрокапсул и магнитоуправляемых липосом, их подвергали обработке концентрированной соляной кислотой в равных объемах. Процесс разрушения капсул контролировали визуально (изменение цвета раствора) и методом оптической микроскопии. При добавлении к взвеси полиэлектролитных микрокапсул и магнитоуправляемых липосом концентрированной соляной кислоты происходило изменение окраски с темного (коричневого) цвета на яркий оранжевый (желтый). При наблюдении в оптический микроскоп капсулы в растворе не наблюдались (рис.3.1.1.).

а) б)

Рис.3.1.1. а) Фотографии взвеси микрокапсул до обработки концентрированной соляной кислотой рис.3.1.1. б) фотография капсул после обработки концентрированной соляной кислотой

При добавлении концентрированной соляной кислоты в суспензию магнитоуправляемых липосом эмульсия расслаивалась на раствор хлоридов железа и жиры, поскольку липосомы имеют наноразмеры, в следствии этого не возможно визуально наблюдать их в оптический микроскоп, для решения этой проблемы был использован метод атомно-силовой микроскопии (АСМ) рисунок 3.1.2.

а) б)

Рис.3.1.2. а) АСМ фотография образцов липосом до обработки концентрированной соляной кислотой рис.3.1.2. б) липосомы после добавления концентрированной соляной кислоты

На рисунке 3.1.2 представлены АСМ-изображения образцов магнитоуправляемых липосом до и после обработки. До обработки наблюдаются сферические структуры, после обработки концентрированной соляной кислотой каких либо структур не обнаружено.

Таким образом было установлено, что обработка концентрированной соляной кислотой позволяет, полностью перевести наночастицы магнетита в ионизированную форму, концентрация которых в дальнейшем может быть определенна физико-химическими методами.