Магнитные характеристики наночастиц оксида железа в различных органических оболочках
Были синтезированы наночастицы (НЧ) магнетита в органической оболочке двух видов – декстрановой и цитратной. Сравнительные исследования магнитных свойств водных коллоидных растворов наночастиц проводились методами электронного магнитного резонанса (ЭМР) и продольного нелинейного отклика на слабое переменное поле, параллельное постоянному полю Н, с регистрацией полевых зависимостей фазовых компонент ImM2(H), ReM2(H) второй гармоники намагниченности M2 (NLR-M2) при комнатной температуре. Слабый полевой гистерезис M2 отклика, наблюдавшийся на частоте сканирования Н Fsc = 10 Гц исчезал при увеличении времени на релаксацию в процессе сканирования до 4 с (Fsc = 0.25 Гц), что указывает на суперпарамагнитный (СПМ) режим ансамблей наночастиц, как в декстрановой, так и в цитратной оболочке. Обработку полученных данных NLR-M2 проводили с использованием формализма, основанного на уравнении Гилберта–Ландау–Лифшица для стохастической динамики СПМ-частиц и сводящегося к кинетическому уравнению Фоккера–Планка (ФП). Данный подход позволяет определять как магнитные, так и динамические параметры СПМ-систем и анализировать их магнитное состояние. Было показано, что магнитными центрами, дающими сигнал нелинейного отклика являются не отдельные НЧ, а агрегаты, образуемые ими в коллоидной суспензии. В результате одновременной аппроксимации ImM2(H), ReM2(H) зависимостей численными решениями уравнения ФП были определены такие магнитные и динамические параметры агрегатов, как средний магнитный момент, поле и энергия магнитной анизотропии, концентрация магнитных центров, неелевское время релаксации, константа затухания намагниченности и другие. Концентрация НЧ определялась тиоцианатным методом. Анализ полученных результатов позволил оценить влияние типа органической оболочки на процесс агрегатообразования. Из данных ЭМР для наночастиц было оценено поле кроссовера от режима магнитно-коррелированных агрегатов НЧ к режиму независимых НЧ. Магнитное состояние наночастиц и их магнитные и динамические параметры важны для оценки потенциала их применения для ранней диагностики опухолей (усиление контраста МРТ-изображений) и в терапии с использованием физических методов (радиотерапии – эффект радиосенсибилизации, и гипертермии – избирательный нагрев) при условии адресной доставки наночастиц в опухоль.
Авторы: Я. Ю. Марченко, В. А. Рыжов, В. В. Дериглазов, А. С. Дмитриева, А. В. Никитина, Ю. В. Богачев
Направление: Физика
Ключевые слова: суперпарамагнитные наночастицы, нелинейный отклик, электронный магнитный резонанс
Открыть полный текст статьи