Loading...

Synthesis and Characterization of Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles Via Microemulsion (Reverse Micelle) Method as MRI Contrast Agents

Pelaschi, Mohammad Ali | 2010

2972 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 41637 (07)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Materials Science and Engineering
  6. Advisor(s): Madah Hosseini, Hamid Reza
  7. Abstract:
  8. Iron oxide nanoparticles were synthesized using microemulsion technique as MRI contrast agents. Utilization of nanoparticles for biological applications and in this case as MRI contrast agents needs particles to be of small size and also narrow size distribution. For this aim, the effect of several parameters on size and size distribution has been studied. These parameters include water/surfactant ratio, precursor’s concentration and amount of polymer employed to improve nanoparticles colloidal stability. XRD, FE-SEM and TEM results reveal that the synthesized nanoparticles had small size (about 10 nm iron oxide core and 20 nm overall diameter) and possessed narrow size distribution (15-21 nm). It has been confirmed that the increase in water/surfactant ratio, precursor’s concentration or applied polymer amount will result in bigger particles. Surface of produced nanoparticles was investigated using FRIT, TGA and zeta potential methods. The results indicate that the toxic CTAB has been removed from nanoparticles after several steps of washing by distilled water and ethanol and also a layer of polymer (PEG) is deposited on nanoparticles. To enhance the biocompatibility of nanoparticles, it is necessary to remove surrounding toxic CTAB and substituting a biocompatible polymer layer on nanoparticles. Finally nanoparticles have been investigated as a potential MRI contrast agents. VSM, DLS and T1/T2 analyses were used for this purpose. VSM results imply that the synthesized nanoparticles exhibit superparamagnetic behavior (HC about 2 Oe) and have the magnetic saturation of 34-46 emu/gr (10-22 nm iron oxide core diameter). T1/T2 analyses revealed the relaxation time of nanoparticles as well as their capability to act as MRI contrast agents. T1/T2 and other studied Results signify that the synthesized nanoparticles can be proper candidates for MRI contrast agents.
  9. Keywords:
  10. Iron Oxide Nanoparticles ; Polymer Coating ; Microemulsion ; Superparamagnetic Nanoparticles ; Magnetic Resonance Imagin (MRI)Contrast Agent

 Digital Object List

 Bookmark

  • فصل اول
  • مقدمه و مروری بر منابع
  • 1- نانو ذرات اکسید آهن
    • 1-1- اکسیدهای آهن
    • 1-2- رفتار مغناطیسی نانوذرات (آهن و اکسید آهن)
      • ۱-2-1- حوزه‌های مغناطیسی
      • 1-2-2- محلول مغناطیسی
    • 1-3- روشهای مرسوم تولید نانو ذرات اکسید آهن
      • 1-3-1- روش همرسوبی
      • 1-3-2- واکنشهای هیدروترمال و دما – بالا
      • 1-3-3- فرآیند سُل – ژل :
      • 1-3-4- روشهای پلیال16F
      • 1-3-5- روشهای بخار/ ایروسُل 20F
      • 1-3-6- میکروامولسیون (میسل معکوس)
        • 1-3-6-1- تعریف میکروامولسیون
        • 1-3-6-2- مکانیزم تشکیل نانوذرات در میکروامولسیون
        • 1-3-6-3- جنبه‌هاي ساختاري ميسل معكوس
        • 1-3-6-4- خواص فصل مشترك در محلول هاي ميسل معكوس
        • 1-3-6-5- نقش سورفکتانت در میکروامولسیون
        • 1-3-6-6- میکروامولسیونهای حاوی CTAB
        • 1-3-6-7- نقش کوسورفکتانت در میکروامولسیون
    • 1-4- روشهای پایدار کردن نانوذرات
      • 1-4-1- پایدارکنندههای مونومری
      • 1-4-2- مواد غیر آلی
      • 1-4-2-1- سیلیکا
        • 1-4-2-2- طلا
      • 1-4-3- پایدارکنندههای پلیمری
        • 1-4-3-1- دکستران
        • 1-4-3-2- پلیوینیل الکل (PVA)
        • 1-4-3-3- چیتوسان
        • 1-4-3-4- پلیاتیلنگلیکول (PEG)
        • 1-4-3-5- سایر پلیمرها
    • 1-5- کاربردهای نانوذرات اکسید آهن سوپرپارامغناطیس
      • 1-5-1- نانوذرات اکسید آهن سوپرپارامغناطیس به عنوان عامل کانتراست MRI
        • 1-5-1-1- عوامل کانتراست
        • 1-5-1-2- مبانی تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI)
        • 1-5-1-3-کانتراست در تصویربرداری MR
  • فصل دوم
  • هدف و روش پژوهش
  • 2- هدف پژوهش
    • 2-1- مراحل پژوهش
    • ۱-۱-۲ مواد اولیه مورد استفاده
      • 2-1-2- تجهیزات مورد استفاده
      • 2-1-3- روش تهیه نانوذرات اکسید آهن
      • 2-1-5- پارامترهای مورد بررسی در سنتز نانوذرات
    • 2-2- مشخصه‌یابی نمونه‌ها
      • 2-2-1- بررسی هستههای اکسید آهن تولیدی
        • 2-2-1-1- پراش اشعه ایکس (XRD)
      • 2-2-2- بررسی پوشش اعمالی و مطالعهی سطح ذرات
        • 2-2-2-1- میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)
        • 2-2-2-2- میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)
        • 2-2-2-3- طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)
        • 2-2-2-4- آزمون پتانسیل زتا (zeta- potential)
        • 2-2-2-5- آزمون تغییرات وزن حرارتی (TGA)
      • 2-2-3- بررسی خواص ذرات تولیدی جهت استفاده به عنوان عامل کانتراست MRI.
        • 2-2-3-1- آزمایش خواص مغناطیسی (VSM)
        • 2-2-3-2- آزمون تفرق دینامیک نوری (DLS)
        • 2-2-3-3- مطالعات T1/T2
  • فصل سوم
  • نتایج و بحث
  • 3- نتایج و بحث
    • 3-1- مشخصهیابی هستهی اکسید آهن
      • 3-1-1- پراش اشعه ایکس:
    • 3-2- بررسی سطح ذرات تولید شده، پوشش اعمالی و اثر آن بر اندازه و مشخصات ذرات
      • 3-2-1- بررسی اثر پوشش اعمالی بر اندازه و توزیع اندازه ذرات تولیدی
        • 3-2-1-1- میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)
        • 3-2-1-2- میکروسکپ الکترونی عبوری (TEM)
      • 3-2-2- بررسی سطح ذره قبل از و بعد از مرحلهی پوششدهی
        • 3-2-2-1- نتایج آزمون FTIR
        • 3-2-2-2- نتایج آزمون پتانسیل زتا
        • 3-2-2-3- آزمون وزنسنجی حرارتی (TGA)
    • 3-3- بررسی مشخصات ذرات جهت استفاده به عنوان عامل کانتراست MRI
      • 3-3-1- آزمون VSM
      • 3-3-2- آزمون تفرق دینامیکی نور (DLS)
      • 3-3-3- بررسیهای T1/T2
  • فصل چهارم
  • نتیجهگیری
    • 4-1- نتیجهگیری
    • 4-2- پیشنهادات
  • فصل پنجم
  • مراجع
  • 5- فهرست مراجع
...see more