Las nanopartículas de hierro-platino (NPs de FePt) son superredes 3D compuestas de una proporción atómica aproximadamente igual de Fe y Pt . En condiciones estándar, las NPs de FePt existen en la fase cúbica centrada en las caras , pero pueden cambiar a una fase tetragonal centrada en las caras ordenada químicamente como resultado del recocido térmico . [1] Actualmente, existen muchos métodos sintéticos, como la microemulsión de agua en aceite , la síntesis térmica de un solo paso con precursores metálicos y el ensamblaje acoplado intercambiado para fabricar NPs de FePt. [1] [2] [3] [ ¿ fuente poco confiable? ] Una propiedad importante de las NPs de FePt es su carácter superparamagnético por debajo de los 10 nanómetros. [4] El superparamagnetismo de las NPs de FePt las ha convertido en candidatas atractivas para ser utilizadas como agentes de escaneo de MRI / CT y un material de registro de alta densidad. [5] [6]
Las diversas propiedades de las nanopartículas de hierro y platino les permiten funcionar de múltiples maneras. En condiciones estándar, las nanopartículas de FePt existen en la fase cúbica centrada en las caras con un diámetro de 3 a 10 nanómetros. [7] Sin embargo, una vez que se agrega calor, la estructura se vuelve tetragonal centrada en las caras.
Los virus de plantas, como el virus del mosaico del caupí y el virus del mosaico del tabaco , amplían el radio promedio de las nanopartículas de FePt a través de la mineralización directa. [8] El virus actúa como una plantilla natural para monodispersar nanopartículas de hasta 30 nanómetros de diámetro. [9] El aumento de tamaño de las nanopartículas bimetálicas permite una gama más amplia de aplicaciones biológicas.
Las nanopartículas de platino se vuelven químicamente más estables cuando se alean con hierro, cobalto o níquel . Las aleaciones de platino también tienen un mejor rango de detección y actividad catalítica que el platino solo. [ cita requerida ] Estas adiciones de metal magnético al platino reducen la sensibilidad general a la oxidación al tiempo que mantienen las propiedades magnéticas deseables. [10] [ ¿ fuente poco confiable? ] Combinadas, las nanopartículas de FePt se pueden sintetizar para aplicaciones médicas. Un método de síntesis utiliza tecnología láser incidente para irradiar soluciones que contienen hierro y platino para combinar las dos aleaciones. Se emite un rayo láser sobre una mezcla 4:1 de acetilacetonato de hierro (III) y acetilacetonato de platino (II) disuelto en metanol . [ 11] Luego, los precipitados negros se lavan y se secan sobre sustratos de silicio para caracterizarlos mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM) y difracción de rayos X.
Un método alternativo de síntesis implica la correducción de ácido cloroplatínico (H 2 PtCl 6 ) y cloruro de hierro (II) en microemulsiones de agua en aceite. [3] En este proceso, la estructura cúbica centrada en las caras normal se transforma en una configuración tetragonal centrada en las caras, lo que ofrece un producto de mayor densidad útil para muchas aplicaciones de medios de almacenamiento.
Para aplicaciones de estado sólido, las nanopartículas de FePt se pueden sintetizar en un sustrato mediante co- pulverización directa de Fe y Pt. [12]
Las nanopartículas de FePt son materiales prometedores para los medios de grabación magnética de densidad ultraalta debido a su alta coercitividad . Una coercitividad más alta indica que el material no se puede desmagnetizar fácilmente. Después del recocido a 700 °C, la película puede tener una coercitividad de hasta 14 KOe en comparación con los discos duros comunes que tienen una coercitividad de 5 KOe. [13] También se han cultivado nanopartículas con coercitividades de hasta 37 kOe. [14]
Debido a su superparamagnetismo y forma, tamaño y superficie controlables, las nanopartículas de hierro y platino tienen un gran potencial para el avance de la medicina en muchos campos, incluida la imaginación, la detección de patógenos y la terapia dirigida contra el cáncer . [4] Las nanopartículas se pueden conjugar con anticuerpos para la administración específica de tejidos, lo que proporciona una forma sistemática de personalizar para cualquiera de las tecnologías. Las nanopartículas de FePt son compatibles con las tomografías computarizadas debido a su fuerte capacidad para absorber rayos X. [15] Las nanopartículas de FePt también proporcionan una alternativa no tóxica y más persistente a las moléculas yodadas que son dañinas para el riñón y sobreviven en el cuerpo solo por un corto tiempo. [4] Las propiedades superparamagnéticas de las nanopartículas y el método sistemático para conjugar ligandos a la superficie de FePt las convierten en vehículos viables para la detección de patógenos como las bacterias grampositivas . [16] Los anticuerpos para las bacterias conjugadas con las nanopartículas de FePt se unen a las bacterias y se utilizan dipolos magnéticos para detectar el conjugado de las nanopartículas de FePt con bacterias. Al unir péptidos a la superficie de las nanopartículas de FePt cúbicas centradas en las caras, el hierro citotóxico puede ser entregado a ubicaciones específicas y absorbido con alta selectividad. [17] Un recubrimiento de fosfolípidos del FCC-FePt previene la liberación de Fe. Una vez en la célula, el bajo pH de los entornos intracelulares de los lisosomas descompone la bicapa de fosfolípidos. La descomposición del peróxido de hidrógeno en ROS catalizada por Fe da como resultado la oxidación de lípidos de la membrana , daño al ADN y las proteínas y muerte tumoral.
