| dc.description.abstract | Silikabelagte jernoksidnanopartikler har en bemerkelsesverdig kombinasjon av egenskaper, inkludert superparamagnetisme, utmerket stabilitet i vandige løsninger, enkel overflatefunksjonalisering og biokompatibilitet, noe som gjør dem spesielt lovende for ulike biomedisinske applikasjoner som terapeutikk og diagnostikk. Derimot er nøyaktig kontroll over størrelsene og morfologiene til silikabelagte jernoksidnanopartikler avgjørende for ytelsen deres.
I vår forskningsgruppe har en modifisert Stöber-metode blitt utforsket for silikabelegging av jernoksidnanopartikler. Et studie utført av Z. Ali, avdekket at reaksjonsparametere som løsningsmidlets natur, masseforholdet mellom jernoksidnanopartikler og silika forløper, overflategrupper på jernoksidnanopartikler og konsentrasjon av katalysator, resulterte i distinkte morfologier og partikkelstørrelser. Imidlertid har det vært mangel på systematisk forskning dedikert til å undersøke inngangsparametere, inkludert typen silikaforløper og volum av løsemiddel.
I dette studiet ble en kombinasjon av tetraetylortosilikat (TEOS) og 3-aminopropyl trietoksysilan (APTES) brukt som silikaforløpere, noe som resulterte i silikabelagte jernoksidnanopartikler som er direkte overflatefunksjonaliserte med primære amingrupper. Et omfattende syntetisk studie ble utført, som involverte detaljert karakterisering for å vurdere virkningen av å variere masseforholdet mellom TEOS og APTES, typen jernoksidnanopartikler og løsemiddelvolumet på størrelsen, morfologien, overflateegenskapene og de magnetiske responsene til silikabelagte jernoksidnanopartikler. Som en del av arbeidet ble det utført en kolorimetrisk ninhydrinanalyse for å analysere mengden av overflateamingrupper.
Resultatene viste at kombinasjonen av TEOS og APTES er viktig for å oppnå et passende silikabelegg. Konsentrasjonen av APTES påvirket partikkelmorfologien betydelig, hvor høyere konsentrasjoner førte til dannelse av store silikabelagte jernoksidnanopartikler, silikapartikler og aggregater av jernoksidnanopartikler med et tynt silikalag. Lavere konsentrasjoner resulterte i dannelsen av individuelle silikabelagte jernoksidnanopartikler med størrelser fra omtrent 60 nm - 100 nm. Typen jernoksidnanopartikler og løsemiddelvolum som ble brukt hadde relativt små effekter sammenlignet med forholdet mellom TEOS og APTES. Den utviklede ninhydrinanalysen bekreftet tilstedeværelsen av primære amingrupper på overflatene til de silikabelagte jernoksidnanopartiklene. Imidlertid gir det oppdagede uvanlige høye amingruppeinnholdet en bekymring for påliteligheten til analysen, og krever videre undersøkelser. | |
| dc.description.abstract | Silica coated iron oxide nanoparticles (IONPs) possess a remarkable combination of properties, including superparamagnetism, excellent stability in aqueous solutions, easy surface functionalization, and biocompatibility, which makes them especially promising for various biomedical applications such as therapeutics and diagnostics. However, precise control over the sizes and morphologies of silica coated IONPs is crucial for their performance.
In our research group, a modified Stöber method has been explored for the silica coating of IONPs. A study conducted by Ali, revealed that reaction parameters such as the nature of solvent, the mass ratio of IONPs to silica precursor, surface groups of IONPs, and concentration of catalyst, resulted in distinct morphologies and particle sizes. However, there has been a lack of systematic research dedicated to examining input parameters including the type of silica precursor and volume of solvent.
In this study, a combination of tetraethyl orthosilicate (TEOS) and 3-aminopropyl triethoxysilane (APTES) was utilized as silica precursors, resulting silica coated IONPs which are directly surface functionalized with primary amine groups. An extensive synthetic study was conducted, involving detailed characterization to assess the impact of varying the mass ratio of TEOS to APTES, the type of IONPs, and the solvent volume on the size, morphology, surface properties, and magnetic responses of silica coated IONPs. As a part of the work, a colorimetric ninhydrin assay was carried out to analyze the quantity of surface amine groups.
The results demonstrated that the combination of TEOS and APTES is important for achieving a suitable silica coating. The concentration of APTES significantly affected the particle morphology, with higher concentrations leading to the formation of large silica coated IONPs, silica particles, and IONP aggregates with a thin silica layer. Lower concentrations resulted in the formation of individual silica coated IONPs with sizes ranging from approximately 60 nm - 100 nm. The type of IONPs and solvent volume utilized had relatively minor effects compared to the ratio of TEOS to APTES. The developed ninhydrin assay confirmed the presence of primary amine groups on the surfaces of the silica coated IONPs. However, the unusually high amine group content detected raises concerns about the reliability of the assay, requiring further investigations. | |
