Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cụm hạt nano lõi-vỏ sắt/oxit sắt cho các ứng dụng y sinh
Tóm tắt
Các hạtnano từ tính tương thích sinh học đã trở nên rất hứa hẹn trong vài thập kỷ qua cho nhiều ứng dụng y sinh như gán nhãn, hình ảnh, cảm biến và tách biệt. Hầu hết các hạt từ tính hoặc hạt nhựa hiện đang được sử dụng trong các ứng dụng y sinh dựa trên oxit sắt từ ferromagnetic có mô men từ tính riêng rất thấp khoảng 20–30 emu/g. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày một phương pháp mới để tổng hợp các cụm nano cấu trúc lõi-vỏ đồng nhất với mô men từ tính riêng cao trên 200 emu/g. Các cụm nano sắt với kích thước đồng nhất từ 2 nm đến 100 nm được sản xuất bởi nguồn cụm nano mới phát triển của chúng tôi và đi vào buồng lắng đọng, nơi bắt đầu một phản ứng hóa học và các cụm nano được phủ bằng oxit sắt. Hình ảnh HRTEM cho thấy lớp phủ rất đồng nhất và ổn định. Các cụm nano lõi-vỏ có tính chất siêu từ tính ở nhiệt độ phòng cho các kích thước nhỏ hơn 15 nm, và sau đó trở thành ferromagnetics khi kích thước cụm tăng lên. Mô men từ tính riêng của các cụm nano lõi-vỏ phụ thuộc vào kích thước, và tăng nhanh từ khoảng 80 emu/g tại kích thước cụm khoảng 3 nm đến trên 200 emu/g khi kích thước lên tới 100 nm. Việc sử dụng các cụm nano có mô men từ tính cao cho các ứng dụng y sinh có thể làm tăng đáng kể độ tương phản cho MRI, giảm nồng độ hạt từ cần thiết cho việc tách biệt tế bào, hoặc làm cho việc vận chuyển thuốc trở nên khả thi với các gradient trường từ tính thấp hơn nhiều.
Từ khóa
#cụm hạt nano #lõi-vỏ #sắt #oxit sắt #ứng dụng y sinh #mô men từ tính #hình ảnh y học #tách tế bào #vận chuyển thuốcTài liệu tham khảo
Andra W. and Nowak H. (1998). “Magnetism in Medicine”. Wiley-VCH, Berlin
Brigger I., C. Dubernet & P. Couvreur, 2002. Nanoparticles in cancer therapy and diagnosis. Adv. Drug Delivery Rev. 54631–54651
Whitesides G. & A.P. Alivisatos, 1999. Fundamental scientific issues for nanotechnology Nanotechnology Research Directions. A.P. Alivisatos et al. ed. IWGN Workshop Report
Cancer Nanotechnology Plan, A strategic Initiative to Transform Clinical Oncology and Basic Research through the Directed Application of Nanotechnology, U.S. Department of Health and Human Services, National Institutes of Health, National Cancer Institute, July 2004
Fritzsche W. and Taton T.A. (2003). Metal nanoparticles as labels for heterogeneous, chip-based DNA detection. Nanotechnol. 14: R63-R73
Hadjipanayis G.C., Siegel R.W. (eds). (1994). Nanophase Materials. Kluwer, Dordrecht
Haefeli U., Schuett W., Teller J., Zborowski M. (eds). (1997). Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers. Plenum Press, New York
Hatch G.P. and Stelter R.E. (2001). “Magnetic design considerations for devices and particles used for biological high-gradient magnetic separation systems”. J. Magn. Magn. Mater. 225: 262–276
Jordan A, Scholz R, Maier-Hauff K, Johannsen M, Wust P, Nadobny J, Schirra H, Schmidt H, Deger S, Loening S, Lanksch W and Felix R (2001). J. Magn. Magn. Mater. 225: 118
Kim Do K., Mikhaylova M., Zhang Y. and Muhammed M. (2003). “Protective coating of superparamagnetic iron oxide nanoparticles”. Chem. Mater. 15: 1617–1627
Matijevic E. ed. 1989. Fine Particles A special issue in MRS Bulletin 14, 18; Matijevic E. 1993. Chem. Mater. 5, 412
Meldrim J.M., Qiang Y., Sellmyer D.J., Haberland H. (2000). "Magnetic properties of cluster-beam synthesized Co-noble metal films". J. Appl. Phys. 87: 9–7013
Portet D, Denizot B, Rump E, Lejeune J.J and Jallet P. (2001). J. Colloid Interface Sci. 238: 37
Qiang Y., Thurner Y., Reiners Th., Rattunde O. and Haberland H. (1998). "TiN and TiAlN coatings deposited at room temperature by Energetic Cluster Impact (ECI)". Surface and Coatings Technology 101/1–3: 27–32
Qiang Y.R. Morel, E. Eastham, J.M. Meldrim, J. Kraft, A. Fert, H. Haberland & D.J. Sellmyer, 2000. Magnetic properties of cobalt clusters embedded in a nonmagnetic matrix (Ag, Cu, SiO2), Cluster and Nanostructure Interfaces, Jena, P., Khanna, S.N. and Rao, B.K. eds. Would Scientific
Qiang Y.R.F. Sabiryanov, S.S. Jaswal, Y. Liu, H. Haberland & D.J. Sellmyer, 2002. Magnetism of Co nanocluster films, Phys. Rev. B 66, 064404
Qiang Y.J. Antony, M.G. Marino & S. Pendyala, 2004. Synthesis of core-shell nanoclusters with high magnetic moment for biomedical applications. IEEE Trans. Magnet. November 2004, 3538–3540
Reich D.H., et. al., (2003). “Biological applications of multifunctional magnetic nanowires”. J. Appl. Phys. 93: 7275–7280
Sellmyer D.J., Lou C.P., Qiang Y. and Liu J.P. (2002). “Magnetism of Nanophase composite films”. In: Nalwa H.S. (eds). Handbook of Thin Film Materials. vol. 5, Academic Press, New York
Sugimoto T. (2000). Fine Particles: Synthesis, Characterization and Mechanism of Growth. Marcel Dekker, New York
Tada M.S., Hatanaka H., Sanbonsugi N., Matsushita and Abe M. (2003). “Method for synthesizing ferrite nanoparticles ∼ ∼30 nm in diameter on neutral pH condition for biomedical applications”. J. Appl. Phys. 93: 7566–7568
Xu Y., Sun Z., Qiang Y., and Sellmyer D. (2003). "Magnetic Properties of L10-FePt and FePt:Ag Nanocluster Films". J. Appl. Phys., 93: 10–8289
Zhao M., Kircher M.F., Josephson L., and Weissleder R. (2002). Differential conjugation of Tat peptide to superparamagnetic nanoparticles and its effect on cellular uptake. Bioconjug. Chem. 13: 840–844