1. CARACTERIZAREA FIZICO-CHIMICA A NANOPARTICULELOR DE MAGNETITA UTILIZATE IN APLICATII MICROFLUIDICE
Loredana Draghiciu, Laura Eftime, Alexandru Heghelegiu, Marian Popescu, Irina Stanciu, Raluca Müller
INCD pentru Microtehnologie- IMT Bucuresti, Romania
Exista un interes tot mai crescut pentru fabricarea dispozitivelor microfluidice, datorita faptului ca “un laborator pe un chip” permite multiple analize biologice sau chimice simultane, rapide si eficiente, pentru un cost scazut. Particulele nanomagnetice au o buna stabilitate in solutii apoase si datorita acestui fapt prezinta bune proprietati chimice si termice. Utilizarea lor cu succes a fost obtinuta in terapie celulara si tratamente tumorale.
S-au preparat particule de magnetita prin metoda coprecipitarii in solutie apoasa.
Pentru caracterizarea particulelor de magnetita (Fe3O4) s-a utilizat microscopul electronic de baleiaj (SEM) - Vega Tescani LMU, spectrometru FTIR model Tensor 27 Broker si difractometru de inalta rezolutie Smartlab XDR Rigaku R & D 100.
REZULTATE
Spectrometrie FTIR
Microscopie electronica de scanare (SEM)
Spectroscopia FTIR evidentiaza vibraţii ale legaturilor de magnetita în zona lungimilor de unda de cm-1 şi de cm -1. Spectru de raze X (XRD) al magnetitei prezinta picurile caracteristice la unghiul 2θ de 18, 73 şi intensitatea de 4 cps; 35.2 cu intensitate de 19 cps şi la intensitate 16 cps, care sunt observate în spectrul XDR.
DIFRACTOMETRIE - XRD
Prin analiza XRD s-au identificat faze structurale si dimensiunea medie a
nanoparticulelor continute
in cristalitele de magnetita.
Dimensiunea cristalitelor de magnetita Fe3O4 152,4 Å = 15,24 nm.
Pentru sinteza magnetitei, precursorul soluţiei (FeCl2) şi rata de precipitare sunt doi factori importanţi pentru determinarea mărimii nanoparticulelor magnetice. Concentraţia de clorură feroasa FeCl2 a variat între 0,025 si 0.90 si s-au obtinut particule de nm. Rata precipitarii a fost mentinuta constanta de ~ 1cm3/sec. Procesul de obţinere a magnetitei care are ca scop controlul şi distribuţia dimensiunilor particulelor. Graficul prezinta variaţia dimensiunilor particulelor de magnetita.
S-au efectuat simulări ale debitului de lichid în microcanale folosind software-ul COMSOL Multiphysics, pentru a calcula viteza de curgere a lichidului si variatia presiunii intre cele doua rezervoare
Particulele de magnetita s-au utilizat iuntr-un dispozitiv microfluidic
Dispozitivul microfluidic constă într-un microcanal cu rezervoare de admisie (inlet) şi evacuare (outlet) şi electrozi din Cr/Au, conectati alternativ pentru controlul fluxului de specii care sunt încărcate electric si pentru controlul, curgerii fluidului. Electrozii sunt pozitionati sub microcanalul realizat in polimerul SU-8.
Dispozitiv microfluidic
Graficul variatiei de presiune de la rezervorul de intrare la rezervorul de iesire.
CONCLUZII
S-au obtinut particule de magnetita cu dimensiuni de ordinul zecilor de nanometrii
S-a realizat caracterizare microfizica a nano-particulelor de magnetita
S-a proiectat, simulat si fabricat un dispozitiv microfluidic,pentru testarea nanoparticulelor in vederea utilizarii lor in aplicatii bio
Acknowledgements
This work was supported by the Romanian Ministry of Education and Research, National program CONVERT ( ).
The authors would like to thank to V.Schiopu and M. Danila from IMT- Bucharest for FTIR and XRD analysis.