Властивості ансамблів наночастинок магнетиту у складі магнітних рідин для застосування в онкотерапії
Анотація
Теорія кривих намагнічення феромагнетиків застосована для опису магнітних властивостей синтезованих ансамблів феримагнітних наночастинок Fe3O4, а також нанокомпозитів і магнітних рідин на їх основі. Нанокомпозити представляли собою структуру типу ядро-оболонка і містили модифікатор на поверхні Fe3O4 і лікарські препарати: цитостатики цис-платин і доксирубіцин. Магнітні рідини виготовлені на основі зазначених нанокомпозитів та води або фізіологічного розчину.
Показано, що розглянуті теоретичні підходи задовільно описують магнітні властивості систем. За магнітними вимірами визначені з високою достовірністю розмірні параметри синтезованих ансамблів частинок, які задовільно узгоджуються з результатами незалежних дослідників. Отримані результати будуть корисні при практичному використанні нанокомпозитів і магнітних рідин в онкотерапіі.
Посилання
Биогенный магнетит и магниторецепция / Под ред. Дж.Киршвика. – М.: Мир, 1990. – Т. 1. – 590 с.
Bitter F. On inhomogeneities in the magnetization of ferromagnetic materials // Phys. Rev. – 1931. – V. 38. – P. 1903 – 1905.
Hamos L.V., Thiessen P.A. Uber die sichtbarmachung von bezirken verchiedenen ferromagnetischen zustands fester korpen // Z. Phys. – 1932. –V. 71.–P. 442–444.
Elmor W.C. Properties of the surface magnetization in ferromagnetic crystals // Phys. Rev. – 1937. – V. 51. – P. 982–988.
Elmore W.C. The magnetization of Ferromagnetic Colloids // Phys. Rev. – 1938.– V. 54.– P. 1092–1095.
Williams H.J., Bozorth R.M., Shockley W. Magnetic domain patterns on single crystals of silicon iron // Phys. Rev. – 1949. – V. 75. – P. 155–178.
Розенцвейг Р. Феррогидродинамика. – М.: Мир, 1989. – 357 с.
Фетрман В.Е. Магнитные жидкости. – Минск: Выш. шк., 1988. – 184 с.
Берковский Б.М., Медведев В.Ф., Краков М.С. Магнитные жидкости. – М.: Химия, 1989. –239 с.
Hergt R., Hiergeist R., Hilger I., Kaiser W.A., Lapatnikov Y., Margel S., Richter U., Maghemite nanoparticles with very high AC–losses for application in Rf–magnetic hyperthermia // J. Magn. Magn. Mater. – 2004. – V. 270. – P. 345–357.
Fortin J.P., Wilhelm C., Servais J., Menager C., Bacri J.C., Gazeau F. Size-sorted anionic iron oxide nanomagnets as colloidal mediators formagnetic hyperthermia // J. Am. Chem. Soc. – 2007. – V. 129. – P. 2628–2635.
Bautista M.C., Bomati–Miguel O., Zhao X., Morales M.P., Gonzalez–Carreno T., Alejo R.P., Ruiz-Cabello J., Veintemillas–Verdaguer S. Comparative study of ferrofluids based on dextran–coated iron oxide and metal nanoparticles for contrast agents in magnetic resonance imaging // Nanotechnology – 2004. – V. 15. – P. S154–S159.
Carpenter E.E. Iron nanoparticles as potential magnetic carriers // J. Magn. Magn. Mater. – 2001. – V. 225. – P. 17–20.
Lim J.K., Lanni C., Evarts E.R., Lanni F., Tilton R.D., and Majetich S.A. Magnetophoresis of Nanoparticles // ACSnano – 2011. – V. 5. – N. 1. – P. 217–226.
Henner V., Raikher Yu., and Kharebov P. Fast coherent relaxation in a ferromagnet nanoparticle assembly // Phys. Rev. B – 2011. – V. 84. – P. 144412 (7 pp).
Huang J., Bu L., Xie J., Chen K., Cheng Zh., Li X., and Chen X. Effects of nanoparticle size on cellular uptake and liver MRI with polyvinylpyrrolidone–coated iron oxide nanoparticles // ACSnano – 2010. – V. – 4. – № 12. – P. 7151–7160.
Zhang M., Shi S., Meng J., Wang X., Fan H., Zhu Y., Wang X., and Qian Y. Preparation and characterization of near–infrared luminescent bifunctional core/shell nanocomposites // J. Phys. Chem. – 2008. – V. 112. – P. 2825–2830.
Chen M., Kim Y.N., Lee H.M., Li C., and Oh S.Ch. Multifunctional magnetic silver nanoshells with sandwichlike nanostructures // J. Phys. Chem. – 2008. – V. 112. – P. 8870–8874.
Wang M., Ai Zh., and Zhang L. Generalized preparation of porous nanocrystalline ZnFe2O4 superstructures from zinc ferrioxalate precursor and its superparamagnetic property // J. Phys. Chem. – 2008. – V. 112. – P. 13163–13170.
Turcu R., Pana O., Nan A., Craciunescu I., Chauvet O., and Payen C. Polypyrrole coated magnetite nanoparticles from water based nanofluids // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2008. – V. 41. – P. 245002 (9pp).
Shams N.N., Tofizur R.M., Huang Y.Ch., and Lai Ch.H. Exchange bias in CoFe–SiO2 granular nanostructure // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2009. – V. 42. – P. 135002 (5pp).
Kermanpur A., Nekooei R.B., Vaghayenegar M., Ghasemi Y.H. Bulk synthesis of monodisperse Fe nanoparticles by electromagnetic levitational gas condensation method // Mat. Lett. – 2009. – V. 63. – P. 575–577.
Pitzschel K., Moreno J.M.M., Escrig J., Albrecht O., Nielsch K., and Bachmann J. Controlled introduction of diameter modulations in arrayed magnetic iron oxide nanotubes // ACSnano – 2009. – V. 3. – N. 11. – P. 3463–3468.
Kanazawa T., Liu X., Morisako A. Structure and magnetic properties of γ–Fe2O3–multi walled carbon nanotubes nanocomposites prepared by sol–gel method // 2nd Int. Symp. On Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA2010), Journal of Physics: Conference Series – 2011. – V. 266. – p. 012071.
Chen Sh., Li Y., Guo Ch., Wang J., Ma J., Liang X., Yang L.R., and Liu H.Zh. Temperature–responsive magnetite/PEO–PPO–PEO block copolymer nanoparticles for controlled drug targeting delivery // Langmuir – 2007. – V. 23. – P. 12669–12676.
Lu Sh., Ramos J., and Forcada J. Self–stabilized magnetic polymeric composite nanoparticles by emulsifier–free miniemulsion polymerization // Langmuir – 2007. – V. 23. – P. 12893–12900.
Sánchez P.C., García V.A., Sato–Berrú R.Y., Flores–Flores J.O., Barrera R.G. Sizing colloidal particles from their contribution to the effective refractive index: Experimental results // XVII Reunión Iberoamericana de Óptica & X Encuentro de Óptica, Láseres y Aplicaciones, Journal of Physics: Conference Series – 2011. – V. 274. – p. 012064.
Shen R., Shafrir Sh.N., Miao Ch., Wang M., Lambropoulos J.C., Jacobs S.D., Yang H. Synthesis and corrosion study of zirconia–coated carbonyl iron particles // J. Colloid and Interface Science – 2010. – V. 342. – P. 49–56.
Borah B.M., Saha B., Dey S.K., Das G. Surface–modification–directed controlled adsorption of serum albumin onto magnetite nanocuboids synthesized in a gel–diffusion technique // J. Colloid and Interface Science – 2010. – V. 349. – P. 114–121.
Marauska S., Jahns R., Greve H., Quandt E., Knochel R. and Wagner B. MEMS magnetic field sensor based on magnetoelectric composites // J. Micromech. Microeng. – 2012. – V. 22. – P. 065024 (6pp).
Wang J., Zou W., Lu Zhi., Lu Zho., Liu X., Xu J., Lin Y., Liya Lv, Zhang F. and Du Youwei Anomalous Hall effect and magnetoresistance of (FexSn1−x)1−y(SiO2)y films // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2007. – V. 40. – P. 2425–2429.
Ran J., and Yan Zh. Observation of ferromagnetism in highly oxygen–deficient HfO2 films // J. Semiconductors – 2009. – V. – 30, N. 10. – P. 102002 (7 pp).
Tran H.V., Tran L.D., Nguyen T.N. Preparation of chitosan/magnetite composite beads and their application for removal of Pb(II) and Ni(II) from aqueous solution // Materials Science and Engineering C – 2010. – V. 30. – P. 304–310.
Singh W.P., Roy S. and Srivastava M.P. Formation of iron nanoparticles on quartz substrate using dense plasma focus device // 23rd National Symposium on Plasma Science & Technology (PLASMA–2008), J. Physics: Conference Series – 2010. – V. 208. – P. 012105.
Sheng Zh. M., Wang J. N. Growth of magnetic carbon with a nanoporous and graphitic structure // Carbon. – 2009. – V. 47. – P. 3271–3279.
Zhang Sh., Li X., Chen J.P. Preparation and evaluation of a magnetite–doped activated carbon fiber for enhanced arsenic removal // Carbon – 2010. – V. 48. – P. 60–67.
Qi X., Zhong W., Deng Yu., Au Ch., Du Y. Synthesis of helical carbon nanotubes, worm–like carbon Nanotubes and nanocoils at 450 C and their magnetic properties // Carbon. – 2010. – V. 48. – P. 365–376.
Lam U.T., Mammucari R., Suzuki K., and Foster N.R. Processing of Iron Oxide Nanoparticles by Supercritical Fluids // Ind. Eng. Chem. Res. – 2008. – V. – 47. – P. 599–614.
Kalandadze L. Equatorial Kerr effect in magnetite magnetic fluids // International Conference on Magnetism (ICM 2009), J. Phys.: Conf. Ser. – 2010. – V. 200. – p. 072043.
Liu X.H., Liu W., Yang F., Wei X., Zhang Z. D., and Sellmyer D. J. Magnetic properties of nickel hydroxide nanoparticles // J. Appl. Phys. – 2010. – V. 107. – P. 083919 (3 pp).
Шлиомис М.И. Магнитные жидкости // Успехи физ. наук. – 1974. – Т. 112. – Вып. 3. – С. 427 – 458.
Наноматериалы и нанокомпозиты в медицине, биологии, экологии. Под ред. А.П. Шпака, В.Ф. Чехуна. – Киев: Наукова думка, 2011. – 443 с., С. 187–307.
Горбик П.П., Петрановська А.Л., Усов Д.Г., Сторожук Л.П. Нанокапсула з функціями наноробота // Патент № 86322.
Горбик П.П., Мищенко В.Н., Абрамов Н.В., Трощенков Ю.Н., Усов Д.Г. Магнитные свойства наночастиц Fe3O4 полученных методом химической конденсации и твердофазным синтезом // Химия, физика и технология поверхности. – 2010.– Вып. 16. – С. 165–176.
Оранская Е.И., Горников Ю.И., Фесенко Т.В. Автоматизированная методика определения средних размеров кристаллитов поликристаллических твердых тел // Завод. лаборатория. – 1994. – Т. 60. – №1. – C. 28 –30.
Scherrer P. Bestimmung der Grosse und der inneren Struktur von Kolloidteilchen mittels Rontgenstrahlen // Nachr. Ges. Wiss. Gottingen, Math.–Phys. Kl. – 1918. –Bd. 2.–S. 98–100.
Борисенко Н.В., Богатырев В.М., Дубровин И.В., Абрамов Н.В., Гаевая М.В., Горбик П.П. Синтез и свойства магниточуствительных нанокомпозитов на основе оксидов железа и кремния // Сб. трудов под ред. А.П. Шпака и П.П. Горбика “Физико–химия наноматериалов и супрамолекулярных структур” – 2007. – К.: Наукова думка. – Т. 1, С. 394–406.
Губин С.П., Кокшаров Ю.А., Хомутов Г.Б., Юрков Г.Ю. Магнитные наночастицы: методы получения, строение и свойства // Успехи химии. – 2005. – Т. 74. – № 4. – С. 539 – 574.
Непийко С.А. Физические свойства малых металлических частиц. – К.: Наук. думка, 1989. –246 с.
Вонсовский С.В. Магнетизм. –М.: Наука, 1971. – 1031 с.
Кондорский Е.И. Природа высокой коэрцитивной силы мелкодисперсных ферромагнетиков и теория однодоменной структуры // Изв. АН СССР. Сер. физ. – 1952. – Т. 16. – №4. – С. 398–411.
Петров А.Е., Костыгов А.Н., Петинов В.И. Магнитные свойства малых сферических частиц железа в области 4,2–300К // Физика тверд. тела. – 1973. – Т. 15. – № 10.– С. 2927–2931.
Петров А.Е., Петинов В.И., Платэ И.В. Магнитные свойства малых аэрозольных частиц кобальта // Физика тверд. тела. – 1971. – Т. 13. – № 6. – С.1573–1577.
Yao Y.D., Chen Y.Y., Hsu C.M. Thermal and magnetic studies of nanocrystalline Ni // Nanostruct. Mater. 1995. – V. 6. – № 5–8. – Р. 933–936.
Таблицы физических величин / Под ред. И.К. Кикоина. – M.: Атомиздат, 1976. – 1006 с.
Yang H. Synthesis and magnetic properties of monodisperse magnetite nanocubes // J. of Appl. Phys. – 2008. – V. 1003. – P. 07D526 (3 pp).
Thach C.V., Hai N.H. and Chau N. Size Controlled Magnetite Nanoparticles and Their Drug Loading Ability // J. Korean Phys. Soc. – 2008. – V. 52. – № 5. – P. 1332–1335.
Daou T.J., Pourroy G., Begin–Colin S. Hydrothermal sinthesis of monodisperse magnetite nanoparticles // Chem. Mater. 2006. – V. 18. – P. 4399–4404.
Горбик П.П., Абрамов Н.В., Петрановская А.Л., Турелик М.П., Пилипчук Е.В., Оранская Е.И., Кончиц А.А., Шевченко Ю.Б. Cинтез и свойства магнитных жидкостей на основе наноразмерного Fе3O4 // Поверхность. – 2011. – Вып. (3)18. – С. 287 – 297.
Дорфман Я.Г. Магнитные свойства и строение вещества.– M.: ГИТТЛ, 1955. –376 с.
Soares J.M., Cabral F.A.O., de Araújo J.H., and Machado F.L.A. Exchange–spring behavior in nanopowders of CoFe2O4–CoFe2 // Appl. Phys. Lett. – 2011. – V. 98. – P. 072502 (3 pp).
Shtrikman S., Wohlfarth E.P. The theory of the Vogel–Fulcher law of spin glasses // Phys. Lett. A – 1981. – V. 85. – Iss. 8–9, – P. 467–470.
Néel L. Influence of thermal fluctuations on the magnetization of ferromagnetic small particles // C. R. Acad. Science – 1949. — V. 228. — № 6. — P. 664–668.
Kim T., Reis L., Rajan K., Shima M. Magnetic behavior of iron oxide nanoparticle–biomolecule assembly // J. Magnetism and Magnetic Materials – 2005. – V. – 295. – P. 132–138.
Берковский Б.М., Медведев В.Ф., Краков М.С. Магнитные жидкости. – М.: Химия, 1989. –239 с.
Физическая энциклопедия / Под ред. А.М. Прохорова. – М.: Сов. энциклопедия, 1990. – Т. – 2. – С. 673 – 675.
Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1989. – 463 с.
Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. – Л.: Наука, 1975. – 592 c.
