Нанорозмірні частинки заліза — це частинки металевого заліза розміром до мікрометра. Завдяки високій каталітичній активності, постійним магнітним властивостям, низькій токсичності та сильній адсорбційній здатності, наночастинки на основі заліза широко використовуються для , виробництва магнітних стрічок (наприклад, відеокамер та резервних стрічок комп'ютерів), генної терапії та .
Синтез Наночастинки заліза можна синтезувати двома основними підходами: методом «зверху вниз» та методом «знизу вгору».
Методи «згори вниз» Низхідні підходи створюють наночастинки шляхом розбиття більших об'ємних матеріалів на менші частинки, включаючи лазерну абляцію та механічне подрібнення.
Методи «знизу вгору» Підходи «знизу вгору» включають хімічний та біологічний синтез наночастинок заліза з металевих попередників (наприклад, Fe(II) та Fe(III)). Цей метод широко вважається найефективнішою та найпоширенішою стратегією для отримання наночастинок. Наприклад, наночастинки заліза можна хімічно отримати шляхом відновлення солей Fe(II) або Fe(III) боргідридом натрію у водному середовищі. Цей процес можна описати такими рівняннями:
4 Fe^3+ + 3 BH4- + 9 H2O -> 4 Fe^0 v + 12 H+ + 6 H2 + 3 H3BO-(1)
4 Fe^2+ + 3 BH4- + 9 H2O -> 4 Fe^0 v + 8 H+ + 8 H2 + 3 H2BO-(2)
Властивості Наночастинки заліза схильні до окислення під впливом повітря та води. Цей окисно-відновний процес може відбуватися як у кислих, так і в нейтральних/основних умовах:
2 Fe^0 + 4 H+ + O2 -> 2Fe^2+ + 2 H2O(3) Fe^0 + 2 H2O -> Fe^2+ + H2 + 2 OH-(4)
Застосування в біомедицині Наночастинки оксиду заліза (IONP) широко досліджуються для застосування в біомедицині, включаючи магнітно-резонансну томографію та терапію раку за допомогою магнітної .
Окрім цих застосувань, IONP демонструють сильну антибактеріальну активність і досліджувалися для доставки ліків та вірусних векторів до клітин-мішеней. Відомі мікроорганізми, чутливі до токсичної дії IONP, включають грамнегативні бактерії (наприклад, Escherichia coli та Klebsiella sp.) та грампозитивні бактерії (наприклад, Bacillus sp. та Corynebacterium sp.).
Антибактеріальна активність іонних наночастинок головним чином пояснюється утворенням активних форм кисню, механізмом , подібним до реакції Фентона. Зокрема, іони Fe2+ реагують з перекисом водню (H2O2), утворюючи іони Fe3+ та гідроксильні радикали.
Див. також
Примітки