Методическая статья

Стабильные водные суспензии ферритовых кластеров марганца с настраиваемым наноразмерным размером и составом

DOI:

10.3791/63140

⸱

5 февраля 2022 г.

 ,  ,  , 
1Department of Chemistry, Brown University, 2Center for Biomedical Engineering, School of Engineering, Brown University

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мы сообщаем о гидротермальном синтезе ферритовых кластеров марганца (MFC) в одном горшке, который предлагает независимый контроль над размерами и составом материала. Магнитная сепарация обеспечивает быструю очистку, в то время как функционализация поверхности с использованием сульфированных полимеров гарантирует, что материалы не агрегируются в биологически значимой среде. Полученные продукты хорошо позиционируются для биомедицинских применений.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Марганцевые ферритовые кластеры (MFC) представляют собой сферические сборки от десятков до сотен первичных нанокристаллов, магнитные свойства которых ценны в различных приложениях. Здесь описано, как сформировать эти материалы в гидротермальном процессе, позволяющем самостоятельно контролировать размер кластера продуктов (от 30 до 120 нм) и содержание марганца в полученном материале. Такие параметры, как общее количество воды, добавляемой в спиртовую реакционную среду, и отношение марганца к предшественнику железа, являются важными факторами в достижении нескольких типов наноразмерных продуктов MFC. Метод быстрой очистки использует магнитную сепарацию для восстановления материалов, что делает производство граммов магнитных наноматериалов довольно эффективным. Мы преодолеваем проблему агрегации магнитных наноматериалов, применяя высокозаряженные сульфонатные полимеры к поверхности этих наноматериалов, давая коллоидно стабильные MFC, которые остаются неагрегирующими даже в средах с высоким содержанием соли. Эти неагрегирующие, однородные и перестраиваемые материалы являются отличными перспективными материалами для биомедицинских и экологических применений.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Включение марганца в качестве легирующего вещества в решетку оксида железа может при соответствующих условиях увеличить намагниченность материала при высоких полях прикладывания по сравнению с чистыми оксидами железа. В результате наночастицы марганцевого феррита (MnxFe3-xO4) являются очень желательными магнитными наноматериалами из-за их высокой намагниченности насыщения, сильной реакции на внешние поля и низкой цитотоксичности1,2,3,4,5. Как однодоменные нанокристаллы, так и кластеры этих нанокристаллов, называемых многодоменными частицами, были исследованы в различных биомедицинских приложениях, включая доставку лекарств, магнитную гипертермию для лечения рака и магнитно-резонансную томографию (МРТ)6,7,8. Например, группа Hyeon в 2017 году использовала однодоменные наночастицы феррита марганца в качестве катализатора Фентона для индуцирования гипоксии рака и использовала T2contrast материала для отслеживания МРТ9. В свете этих и других положительных исследований ферритовых материалов удивительно, что существует мало демонстраций in vivo по сравнению с чистыми наноматериалами оксида железа (Fe3O4) и нет зарегистрированных применений у людей9,10.

Одной из огромных проблем, с которыми приходится сталкиваться при переводе особенностей ферритовых наноматериалов в клинику, является создание однородных, неагрегирующих, наноразмерных кластеров11,12,13,14. В то время как традиционные синтетические подходы к монодоменным нанокристаллам хорошо развиты, мультидоменные кластеры типа интереса к этой работе нелегко получить единообразным и контролируемым образом15,16. Кроме того, ферритовая композиция обычно не является стехиометрической и не просто связана с начальной концентрацией предшественников, и это может еще больше затемнить систематическую структурно-функциональную характеристику этих материалов9,12,13,17. Здесь мы решаем эти проблемы, демонстрируя синтетический подход, который дает независимый контроль как над размером кластера, так и над составом наноматериалов марганцевого феррита.

Эта работа также предоставляет средства для преодоления плохой коллоидной стабильности ферритовых наноматериалов18,19,20. Магнитные наночастицы, как правило, склонны к агрегации из-за сильного притяжения частиц-частиц; Ферриты больше страдают от этой проблемы, поскольку их большая чистая намагниченность усиливает агрегацию частиц. В соответствующих биологических средах эти материалы дают достаточно большие агрегаты, которые материалы быстро собирают, тем самым ограничивая их пути воздействия на животных или людей20,21,22. Hilt et al. обнаружили еще одно последствие агрегации частиц-частиц в своем исследовании магнитотермического нагрева и деградации красителя23. При несколько более высоких концентрациях частиц или увеличенном времени воздействия на поле эффективность материалов снижалась по мере агрегирования материалов с течением времени и уменьшения площадей поверхности активных частиц. Эти и другие приложения выиграли бы от кластерных поверхностей, предназначенных для обеспечения стерических барьеров, исключающих взаимодействия частиц с частицами24,25.

Здесь мы сообщаем о синтетическом подходе к синтезу ферритовых кластеров марганца (MFC) с контролируемыми размерами и составом. Эти многодоменные частицы состоят из сборки первичных нанокристаллов феррита марганца, которые жестко агрегированы; тесная ассоциация первичных нанокристаллов усиливает их магнитные свойства и обеспечивает общий размер кластера, 50-300 нм, хорошо соответствующий оптимальным размерам для наномедицины. Изменяя количество воды и предшественника хлорида марганца, мы можем самостоятельно контролировать общий диаметр и состав. Метод использует простые и эффективные гидротермальные реакции с одним горшком, которые позволяют часто экспериментировать и оптимизировать материал. Эти МФУ могут быть легко очищены в концентрированный раствор продукта, который дополнительно модифицируется сульфированными полимерами, которые придают коллоидную стабильность. Их настраиваемость, однородность и стабильность фазы раствора имеют большое значение для применения наноматериалов в биомедицинской и экологической инженерии.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Синтез МФЦ с контролем общего диаметра и ферритового состава МФЦ

  1. Вымойте и тщательно высушите всю стеклянную посуду, которая будет использоваться в синтезе. Количество воды в синтезе влияет на размеры MFC, поэтому крайне важно обеспечить, чтобы в стеклянной посуде не было остаточной воды16,26.
    1. Чтобы вымыть стеклянную посуду, промойте водой и моющим средством и потрите щеткой для удаления мусора. Тщательно промойте, чтобы удалить все моющее средство и закончите полосканием деионизированной водой.
    2. Чтобы высушить стеклянную посуду, стряхните капли воды с поверхности стеклянной посуды и поместите в духовку при 60°C до полного высыхания.
    3. Промыть реакторы с полифениленовой футеровкой (PPL) 37% соляной кислотой, чтобы удалить любой мусор из предыдущего использования. Для этого поместите реакторы и их колпачки в большой стакан и засыпьте соляной кислотой до тех пор, пока реакторы полностью не будут погружены. Оставьте на 30 минут, прежде чем вылить соляную кислоту. Непрерывно промывайте стакан, содержащий реакторы, водой в течение 1-2 мин, а затем поместите реакторы в печь для сушки.
  2. Используйте автоматическую пипетку для переноса 20 мл этиленгликоля в стакан емкостью 50 мл с магнитным перемешивателем.
  3. Взвесьте необходимое количество хлорида железа (III) (FeCl3·6H2O, твердое вещество) для достижения конечной концентрации 1,3 мМ и добавьте его в стакан. Положите стакан на перемешиваемую пластину и включите его при 480 оборотах в минуту, чтобы начать непрерывное перемешивание стакана.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Поскольку это гидрат, его необходимо быстро измерить и добавить, чтобы избежать нежелательного поглощения воды из окружающего воздуха.
  4. Взвесьте 250 мг полиакриловой кислоты (PAA, Mw ~ 6000, порошок) и добавьте ее в стакан. После добавления ПАА раствор становится непрозрачным и немного светлее по цвету.
  5. Взвесьте 1,2 г мочевины (CO(NH2)2, порошок) и добавьте ее в стакан.
  6. Используя пипетку, добавьте в стакан 0,7 мМ хлорида марганца(II) (MnCl2·6H2O aq, 3,5 М, 0,2 мл).
  7. Наконец, с помощью пипетки добавьте в стакан необходимое количество (0,5 мл) сверхчистой воды.
  8. Дайте раствору помешиваться в течение 30 минут и обратите внимание на изменение цвета. Он будет представлен в виде полупрозрачного, темно-оранжевого цвета.
  9. Перенесите реакционную смесь в реактор с полифениленовой футеровкой (PPL). Обратите внимание, что после того, как раствор перемешался, некоторые твердые вещества могли скопиться по бокам стакана.
    1. Используйте магнит (кубический постоянный редкоземельный магнит, 40 x 40 x 20 мм, далее именуемый «магнитом» для всех процедур разделения и магнитного сбора), чтобы перетащить перемешивание вокруг стенок стакана, чтобы гарантировать, что любые твердые вещества, которые накопились по бокам, диспергируются в реакционном растворе.
    2. Как только раствор будет перемешан и готов, перенесите его в реактор с ППЛ объемом 50 мл.
    3. Используйте зажим и рычаг, чтобы как можно плотнее запечатать реактор в автоклаве из нержавеющей стали. Зажмите корпус реактора к стабильной поверхности и, используя стержень, вставленный в колпачок в качестве рычага, подтолкните реактор к уплотнению. Обратите внимание, что герметичный реактор не должен быть открыт вручную. Это имеет решающее значение, поскольку среда высокого давления в печи требует плотного уплотнения на реакторе.
  10. Поместите реактор в духовку на 20 ч при температуре 215 °C.
  11. После того, как гидротермальная реакция завершена, извлеките реактор из печи и дайте ему остыть до комнатной температуры. Давление в печи позволит открыть реактор вручную. Отметим, что в этот момент реактор будет содержать продукт MFC, диспергированный в этиленгликоле с другими примесями, такими как непрореагировавший полимер, и будет представлять собой непрозрачный черный раствор. Продукт будет изолирован на следующих этапах.

2. Магнитная сепарация и очистка МФУ

  1. Поместите 200 мг стальной ваты в стеклянный флакон. Заполните стеклянный флакон наполовину реакционной смесью из реактора. Наполните оставшуюся часть флакона ацетоном и хорошо встряхните. Отметим, что стальная вата увеличивает напряженность магнитного поля во флаконе и поможет магнитному отделению нанокластеров от раствора.
  2. Поместите флакон на магнит для магнитного сбора. В результате получится полупрозрачный раствор с осадком внизу.
    1. Вылейте раствор супернатанта, в то время как MFC магнитно захвачены стальной ватой, удерживая магнит на дне флакона во время заливки. Этиленгликоль будет в основном удален на этом этапе.
    2. Начинайте промывку с низким соотношением ацетона к воде и увеличивайте соотношение в последующих смывах до чистоты. Сделайте это 3-4 раза.
  3. Извлеките флакон из магнита и наполните его водой. Хорошо встряхните, чтобы растворить МФЦ. Теперь продукт будет полностью диспергироваться в воде.
  4. Повторите предыдущие два шага несколько раз, пока водный раствор MFC не произведет пузырьков при встряхивании. В результате получится темная, непрозрачная ферромагнитная жидкость, которая будет сильно реагировать на магниты.
    ПРИМЕЧАНИЕ: При типичном синтезе с 20 мл этиленгликоля будет получено приблизительно 80 мг продукта MFC.

3. Поверхностная функционализация МФУ в сторону сверхвысокой коллоидной стабильности

ПРИМЕЧАНИЕ: Синтез нитродофамина и поли(AA-co-AMPS-co-PEG) можно найти в нашей предыдущей работе16. Сополимер производится путем свободнорадикальной полимеризации. Добавьте 0,20 г 2,2'-Азобиса (2-метилпропионитрила) (AIBN), 0,25 г акриловой кислоты (AA), 0,75 г 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты (AMPS) и 1,00 г поли(этиленгликоля) метилового эфира акрилата (PEG) в 10 мл N,N-диметилформамида (DMF). Нагрейте смесь на водяной бане при температуре 70 °C в течение 1 ч и переложите ее в диализный мешок (целлюлозная мембрана, 3 кДа) в воде. Весовое соотношение AA, AMPS и PEG составляет 1:3:4. Полимеризация для этих мономеров имеет 100% коэффициент конверсии, подтвержденный сублимационной сушкой и взвешиванием.

  1. Смешайте 10 мл очищенных наночастиц (около 100 мг) во флаконе объемом 20 мл с 10 мл насыщенного раствора N-[2-(3,4-дигидроксифенил)этил]нитрамида (нитро-дофамина) (~1 мг/мл). Подождите 5 мин.
  2. Промывайте МФУ с нитродофаминовым покрытием с помощью магнитной сепарации. Вылейте бледно-желтый супернатант. Добавьте воды и энергично встряхните. Затем вылейте воду, используя магнит, чтобы сохранить продукт. Повторите эту промывку несколько раз, оставив темно-коричневый сбор во флаконе.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Готовят водный раствор с концентрацией 20 мг/мл, буферный раствор с концентрацией 100 мг/мл и поли(AA-co-AMPS-co-PEG) полимерный раствор с концентрацией 20 мг/мл.
  3. Смешайте 1 мл раствора EDC, 1 мл буфера MES и 3 мл раствора полимера. Слегка перемешайте, покрутив смесь, и дайте ей постоять примерно 5 минут. Это должен быть прозрачный и бесцветный раствор при полном сочетании.
  4. Добавьте эту смесь в коллекцию MFC и поместите флакон в ледяную ванну. Опустите зондовый ультразвуковой аппарат в раствор, а затем включите его (мощность 250 Вт при 20 кГц).
    1. После 5-минутной обработки ультразвуком добавьте примерно 5 мл сверхчистой воды во флакон, пока ультразвуковой аппарат все еще работает. Продолжайте следить за судном, чтобы убедиться, что продукт не разливается. Поддерживайте лед в смеси льда и воды, так как часть исходного льда растает из-за интенсивности и тепла обработки ультразвуком.
    2. Дайте смеси настояться ультразвуком в течение дополнительных 25 минут, в общей сложности 30 минут.
  5. Поместите флакон поверх магнита, чтобы отделить MFC и вылить раствор супернатанта.
  6. Промыть модифицированные МФУ деионизированной водой несколько раз.
  7. Наполните флакон, содержащий МФУ, сверхчистой водой. Пипетка этой жидкости в вакуумную систему фильтрации с мембранным фильтром полиэфирсульфона 0,1 мкм для удаления любых необратимо агрегированных МФУ. Обязательно промывайте стенки воронки, чтобы свести к минимуму потерю продукта.
  8. Вакуумная фильтрация раствора. Повторите этот процесс 2-3 раза. В результате получится очищенный водный раствор монодисперсных МФУ.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Примерно 10% продукта будет необратимо агрегировано, и этот материал останется на фильтре и должен быть выброшен.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

После гидротермической обработки реакционная смесь превращается в вязкую черную дисперсию, как видно на рисунке 1. Что получается после очистки, так это высококонцентрированный раствор MFC, который ведет себя как ферромагнитная жидкость. Жидкость во флаконе реагирует в течение нескольких секунд при размещении рядом с ручным магнитом (<0,5 Тл), образуя макроскопическую черную массу, которую можно перемещать, когда магнит размещается в разных местах.

Этот синтез ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Данная работа демонстрирует модифицированный полиольный синтез нанокристаллов марганцевого феррита, сгруппированных вместе в однородные наноразмерные агрегаты29. При этом синтезе хлорид железа(III) и хлорид марганца(II) подвергаются принудительной реакции гидролиза и восстановления, образуя молекулярную MnxFe3-xO4. Эти молекулы феррита образуют первичные нанокристаллы при высокой температуре и высоком давлении в реакторах, в конечном итоге собираясь в сф...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта работа была щедро поддержана Университетом Брауна и Advanced Energy Consortium. Мы с благодарностью благодарим д-ра Цинбо Чжана за его установленный синтетический метод МФУ оксида железа.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
0,1 микрон вакуумный фильтрующий фильтрThermo Fisher ScientificNC9902431для фильтрации агрегированных кластеров после синтеза и поверхностного покрытия для получения однородного раствора
2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты (AMPS, 99%)Sigma-Aldrich282731-250Gреагент, используемый в сополимере для поверхностного покрытия нанокластеров и функционализации их для биологических сред
2,2′-Азобис(2-метилпропионитрил) (AIBN)Sigma-Aldrich441090-100Gреагент используется в производстве сополимеров в качестве свободного генератора
4-морфолинэтансульфоновой кислоты, 2-(N-Morpholino)этансульфоновой кислоты (MES)Sigma-AldrichM3671-250Gкислотный буфер, используемый для стабилизации нанокластерного поверхностного покрытия процесса
Акриловая кислотаSigma-Aldrich147230-100Gреагент, используемый в сополимере, для поверхностного покрытия нанокластеров и их функционализации для биологических сред; безводный, содержит 200 ppm MEHQ в качестве ингибитора, 99%
Аналитический балансAvantorVWR-205ACиспользуется для взвешивания твердых химических реагентов для использования в синтезе и разбавлении
Цифровой сонификатор и зондBransonB450используется для ультразвука нанокластерного раствора во время нанесения поверхностного покрытия для разрушения агрегатов
Дофамина гидрохлоридSigma-AldrichH8502-25Gиспользуется в поверхностных покрытиях для реакции обмена лигандов
Этиленгликоль (безводный, 99,8%)Реагент Sigma-Aldrich324558-2Lиспользуется в качестве растворителя в гидротермальном синтезе нанокластеров
Стеклянные флаконы (20мл)Премиальные флаконыB1015контейнер для нанокластерного раствора при промывке и нанесении поверхностных покрытий, а также полимерные растворы
Градуированный стакан (100мл)Corning1000-100контейнер для смешивания твердых и жидких реагентов при гидротермальном синтезе (для переноса в автоклавный реактор перед печью)
Ручной магнитMSC Industrial Supply, Inc.926739041/2 дюйма в длину x 1/2 дюйма в ширину x 1/8 дюйма в высоту, 5 полюсов, прямоугольный неодимовый магнит низкой прочности, используемый для осаждения нанокластеров из раствора (напряженность поля увеличивается с помощью стальной ваты при необходимости)
Соляная кислота (класс ACS, 37%)Fisher Scientific7647-01-0для удаления остатков нанокластерного мусора и очистки автоклавных реакторов для следующего использования
Гидротермальныйавтоклавный реакторЕмкость TOPT-HP500для готовой смеси реагентов выдерживает высокую температуру и давление, создаваемое печью в условиях гидротермального синтеза
гексагидрата хлорида железа (FeCl3· 6H2O, реагент ACS, 97%)ACS236489-500Gреагент используется в синтезе нанокластеров в качестве источника железа (III), которое становится железом (II) в готовом нанокластерном продукте (хранить в сухом состоянии и быстро взвешивать во избежание загрязнения водой)
Щетки для стиральной машиныFisher Scientific13-641-708используются для мытья и очистки стеклянной посуды перед синтезом
Магнитная мешалкаThermo Fisher Scientific50093538для смешивания твердых и жидких реагентов при гидротермальном синтезе
тетрагидрат хлорида марганца (MnCl2· 4H2O, 99,0%, кристаллы, ACS)Реагент Sigma-Aldrich1375127-2Gиспользуемый в синтезе нанокластеров в качестве источника марганцевой
микропипетки (100-1000μ L)Thermo Fisher ScientificFF-1000для переноса жидких реагентов, таких как вода и хлорид марганца
N-(3-Диметиламинопропил)-N′-этилкарбодиимида гидрохлорид (EDC)Sigma-Aldrich25952-53-8используемый в поверхностных покрытиях для содействия лигандному обмену сополимера (хранить массовое химическое вещество в морозильной камере и разбавленный раствор в холодильнике)
N,N-диметилформамид (DMF)Sigma-Aldrich227056-2Lреагент, используемый в производстве сополимеров в качестве растворителя
Натриевая соль полиакриловой кислоты (PAA, Mw ~ 6,000)PolyScience Inc.06567-250реагент, используемый в гидротермальном синтезе для первоначального покрытия нанокластеров (в конечном итоге заменяется на стадии поверхностного покрытия)
Поли(этиленгликоль) метиловый эфирэфиракрилатSigma-Aldrich454990-250MLиспользуемый в сополимере для поверхностного покрытия нанокластеров и функционализации их для биологических сред; средний Mn 480, содержит 100 ppm BHT в качестве ингибитора, 100 ppm MEHQ в качестве ингибитора
Реагенты ацетон, 4L, ACS РеагентCole-ParmerUX-78920-66используется в качестве растворителя для осаждения нанокластеров во время промывки
Одноканальная пипетка, регулируемая 1-10 млEppendorf3123000080для переноса этиленгликоля и других жидкостей
Steel WoolLowe's788470используется для увеличения напряженности магнитного поля во флаконе для содействия осаждению нанокластеров для промывки и нанесения покрытий
на поверхностьМешалкаThomas Scientific8608S92для смешивания твердых и жидких реагентов при гидротермальном синтезе
Table ClampGrainger29YW53для плотной герметизации автоклавного реактора для выдерживания высокого давления печи при гидротермальном синтезе
Мочевина (реагент ACS, 99,0%)Sigma-AldrichU5128-500Gреагент используется в гидротермальном синтезе для создания основного раствора
Вакуумная фильтрация крышек от бутылокThermo Fisher Scientific596-3320для фильтрации агрегированных кластеров после синтеза и нанесения поверхностного покрытия для достижения однородного раствора
Вакуумный контроллер V-850BuchiBU-V850для фильтрации агрегированных кластеров после синтеза и нанесения поверхностного покрытия для достижения однородного раствора
Вакуумная печьFisher Scientific13-262-51используется для создания высокой температуры и давления, необходимых для образования нанокластеров в гидротермальном синтезе
, , ,

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Makridis, A., et al. In vitro application of Mn-ferrite nanoparticles as novel magnetic hyperthermia agents. Journal of Materials Chemistry B. 2 (47), 8390-8398 (2014).
  2. Nelson-Cheeseman, B., Chopdekar, R., Toney, M., Arenholz, E., Suzuki, Y. Interplay between magnetism and chemical structure at spinel-spinel interfaces. Journal of Applied Physics. 111 (9), 093903(2012).
  3. Otero-Lorenzo, R., Fantechi, E., Sangregorio, C., Salgueiriño, V. Solvothermally driven Mn doping and clustering of iron oxide nanoparticles for heat delivery applications. Chemistry-A European Journal. 22 (19), 6666-6675 (2016).
  4. Mohapatra, J., et al. Enhancement of magnetic heating efficiency in size controlled MFe 2 O 4 (M= Mn, Fe, Co and Ni) nanoassemblies. Rsc Advances. 5 (19), 14311-14321 (2015).
  5. Qi, Y., et al. Carboxylic silane-exchanged manganese ferrite nanoclusters with high relaxivity for magnetic resonance imaging. Journal of Materials Chemistry B. 1 (13), 1846-1851 (2013).
  6. Anandhi, J. S., Jacob, G. A., Joseyphus, R. J. Factors affecting the heating efficiency of Mn-doped Fe3O4 nanoparticles. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 512, 166992(2020).
  7. Del Bianco, L., et al. Mechanism of magnetic heating in Mn-doped magnetite nanoparticles and the role of intertwined structural and magnetic properties. Nanoscale. 11 (22), 10896-10910 (2019).
  8. Padmapriya, G., Manikandan, A., Krishnasamy, V., Jaganathan, S. K., Antony, S. A. Enhanced catalytic activity and magnetic properties of spinel Mn x Zn 1−x Fe 2 O 4 (0.0≤x≤1.0) nano-photocatalysts by microwave irradiation route. Journal of Superconductivity and Novel Magnetism. 29 (8), 2141-2149 (2016).
  9. Kim, J., et al. Continuous O2-evolving MnFe2O4 nanoparticle-anchored mesoporous silica nanoparticles for efficient photodynamic therapy in hypoxic cancer. Journal of the American Chemical Society. 139 (32), 10992-10995 (2017).
  10. Silva, L. H., Cruz, F. F., Morales, M. M., Weiss, D. J., Rocco, P. R. Magnetic targeting as a strategy to enhance therapeutic effects of mesenchymal stromal cells. Stem Cell Research & Therapy. 8 (1), 1-8 (2017).
  11. Otero-Lorenzo, R., Ramos-Docampo, M. A., Rodriguez-Gonzalez, B., Comesaña-Hermo, M., Salgueiriño, V. Solvothermal clustering of magnetic spinel ferrite nanocrystals: a Raman perspective. Chemistry of Materials. 29 (20), 8729-8736 (2017).
  12. Aghazadeh, M., Karimzadeh, I., Ganjali, M. R. PVP capped Mn2+ doped Fe3O4 nanoparticles: a novel preparation method, surface engineering and characterization. Materials Letters. 228, 137-140 (2018).
  13. Li, Z., et al. Solvothermal synthesis of MnFe 2 O 4 colloidal nanocrystal assemblies and their magnetic and electrocatalytic properties. New Journal of Chemistry. 39 (1), 361-368 (2015).
  14. Guo, P., Zhang, G., Yu, J., Li, H., Zhao, X. Controlled synthesis, magnetic and photocatalytic properties of hollow spheres and colloidal nanocrystal clusters of manganese ferrite. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 395, 168-174 (2012).
  15. Pardo, A., et al. Synthesis, characterization, and evaluation of superparamagnetic doped ferrites as potential therapeutic nanotools. Chemistry of Materials. 32 (6), 2220-2231 (2020).
  16. Xiao, Z., et al. Libraries of uniform magnetic multicore nanoparticles with tunable dimensions for biomedical and photonic applications. ACS Applied Materials & Interfaces. 12 (37), 41932-41941 (2020).
  17. Choi, Y. S., Young Yoon, H., Sung Lee, J., Hua Wu, J., Keun Kim, Y. Synthesis and magnetic properties of size-tunable Mn x Fe3−x O4 ferrite nanoclusters. Journal of Applied Physics. 115 (17), (2014).
  18. Creixell, M., et al. The effect of grafting method on the colloidal stability and in vitro cytotoxicity of carboxymethyl dextran coated magnetic nanoparticles. Journal of Materials Chemistry. 20 (39), 8539-8547 (2010).
  19. Latorre, M., Rinaldi, C. Applications of magnetic nanoparticles in medicine: magnetic fluid hyperthermia. Puerto Rico Health Sciences Journal. 28 (3), (2009).
  20. Yeap, S. P., Lim, J., Ooi, B. S., Ahmad, A. L. Agglomeration, colloidal stability, and magnetic separation of magnetic nanoparticles: collective influences on environmental engineering applications. Journal of Nanoparticle Research. 19 (11), 1-15 (2017).
  21. Lee, S. -Y., Harris, M. T. Surface modification of magnetic nanoparticles capped by oleic acids: Characterization and colloidal stability in polar solvents. Journal of Colloid and Interface Science. 293 (2), 401-408 (2006).
  22. Yeap, S. P., Ahmad, A. L., Ooi, B. S., Lim, J. Electrosteric stabilization and its role in cooperative magnetophoresis of colloidal magnetic nanoparticles. Langmuir. 28 (42), 14878-14891 (2012).
  23. Wydra, R. J., Oliver, C. E., Anderson, K. W., Dziubla, T. D., Hilt, J. Z. Accelerated generation of free radicals by iron oxide nanoparticles in the presence of an alternating magnetic field. RSC Advances. 5 (24), 18888-18893 (2015).
  24. Bagaria, H. G., et al. Iron oxide nanoparticles grafted with sulfonated copolymers are stable in concentrated brine at elevated temperatures and weakly adsorb on silica. ACS Applied Materials & Interfaces. 5 (8), 3329-3339 (2013).
  25. Park, J. C., Park, T. Y., Cha, H. J., Seo, J. H. Multifunctional nanocomposite clusters enabled by amphiphilic/bioactive natural polysaccharides. Chemical Engineering Journal. 379, 122406(2020).
  26. Hemery, G., et al. Tuning sizes, morphologies, and magnetic properties of monocore versus multicore iron oxide nanoparticles through the controlled addition of water in the polyol synthesis. Inorganic Chemistry. 56 (14), 8232-8243 (2017).
  27. Lartigue, L., et al. Cooperative organization in iron oxide multi-core nanoparticles potentiates their efficiency as heating mediators and MRI contrast agents. ACS Nano. 6 (12), 10935-10949 (2012).
  28. Yavayo, C. T., et al. Low-field magnetic separation of monodisperse Fe3O4 nanocrystals. Science. 314 (5801), 964-967 (2006).
  29. Matijević, E., Scheiner, P. Ferric hydrous oxide sols: III. Preparation of uniform particles by hydrolysis of Fe (III)-chloride,-nitrate, and-perchlorate solutions. Journal of Colloid and Interface Science. 63 (3), 509-524 (1978).
  30. Weizenecker, J., Gleich, B., Rahmer, J., Dahnke, H., Borgert, J. Three-dimensional real-time in vivo magnetic particle imaging. Physics in Medicine & Biology. 54 (5), 1(2009).
  31. Zhu, X., Li, J., Peng, P., Hosseini Nassab, N., Smith, B. R. Quantitative drug release monitoring in tumors of living subjects by magnetic particle imaging nanocomposite. Nano Letters. 19 (10), 6725-6733 (2019).
  32. Tay, Z. W., et al. Magnetic particle imaging-guided heating in vivo using gradient fields for arbitrary localization of magnetic hyperthermia therapy. ACS Nano. 12 (4), 3699-3713 (2018).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи