Магнитные наночастицы - Magnetic nanoparticles

Магнитные наночастицы являются классом наночастица которыми можно манипулировать с помощью магнитные поля. Такие частицы обычно состоят из двух компонентов, магнитного материала, часто утюг, никель и кобальт, а химический компонент, обладающий функциональностью. Хотя наночастицы меньше 1 микрометра в диаметре (обычно 1–100 нанометров), более крупные микрошарики имеют диаметр 0,5–500 мкм. Кластеры магнитных наночастиц, которые состоят из ряда отдельных магнитных наночастиц, известны как магнитные наночастицы диаметром 50–200 нанометров.[1][2] Кластеры магнитных наночастиц являются основой для их дальнейшей магнитной сборки в магнитные наноцепи.[3] Магнитные наночастицы в последнее время были в центре внимания многих исследований, поскольку они обладают привлекательными свойствами, которые могут найти потенциальное применение в катализ включая катализаторы на основе наноматериалов,[4] биомедицина [5] и тканеспецифическое нацеливание,[6] магнитно-настраиваемый коллоидный фотонные кристаллы,[7] микрофлюидика,[8] магнитно-резонансная томография,[9] визуализация магнитных частиц,[10] хранилище данных,[11][12] восстановление окружающей среды,[13] наножидкости,[14][15] оптические фильтры,[16] датчик дефекта,[17] магнитное охлаждение[18][19] и катионные датчики.[20]

Характеристики

Физико-химические свойства магнитных наночастиц во многом зависят от метода синтеза и химической структуры. В большинстве случаев частицы имеют размер от 1 до 100 нм и могут отображаться суперпарамагнетизм.[21]

Типы магнитных наночастиц

Оксиды: ферриты

Феррит наночастицы или наночастицы оксида железа (оксиды железа в кристаллической структуре маггемит или же магнетит ) являются наиболее изученными магнитными наночастицами на сегодняшний день. Как только частицы феррита станут меньше 128 нм[22] они становятся суперпарамагнитный что предотвращает самоагломерацию, поскольку они проявляют свои магнитные свойства только при приложении внешнего магнитного поля. Магнитный момент наночастиц феррита можно значительно увеличить за счет контролируемой кластеризации ряда отдельных суперпарамагнитных наночастиц в кластеры суперпарамагнитных наночастиц, а именно магнитные наночастицы.[1] При выключенном внешнем магнитном поле остроту возвращается к нулю. Так же, как наночастицы немагнитного оксида, поверхность наночастиц феррита часто модифицируется поверхностно-активные вещества, кремнезем,[1] силиконы или же фосфорная кислота производные для повышения их устойчивости в растворе.[23]

Ферриты с оболочкой

Кластер наночастиц маггемита с оболочкой из кремнезема.
ТЕМ изображение кластера магнитных наночастиц маггемита с оболочкой из кремнезема.[3][24]

Поверхность магнитной наночастицы маггемита или магнетита относительно инертна и обычно не допускает прочных ковалентных связей с молекулами функционализации. Однако реакционная способность магнитных наночастиц может быть улучшена путем покрытия слоя кремнезем на их поверхность.[25] В кремнезем Оболочка может быть легко модифицирована различными поверхностными функциональными группами за счет ковалентных связей между молекулами силана и кремнезема.[26] Кроме того, некоторые флуоресцентный краситель молекулы могут быть ковалентно связаны с функционализированными кремнезем ракушка.[27]

Кластеры наночастиц феррита с узким распределением по размерам, состоящие из наночастиц суперпарамагнитного оксида (~ 80 суперпарамагнитных наночастиц маггемита на шарик), покрытые оболочкой из диоксида кремния, имеют ряд преимуществ перед металлическими наночастицами:[1]

  • Более высокая химическая стабильность (критически важна для биомедицинских приложений)
  • Узкое распределение по размеру (важно для биомедицинских приложений)
  • Более высокая коллоидная стабильность, поскольку они не агломерируются под действием магнитного поля
  • Магнитный момент можно настроить в зависимости от размера кластера наночастиц.
  • Сохранение суперпарамагнитных свойств (независимо от размера кластера наночастиц)
  • Поверхность кремнезема обеспечивает прямую ковалентную функционализацию

Металлический

Металлические наночастицы могут быть полезны для некоторых технических приложений из-за их более высокого магнитного момента, тогда как оксиды (маггемит, магнетит ) было бы полезно для биомедицинских приложений. Это также означает, что в тот же момент металлические наночастицы могут быть меньше, чем их оксидные аналоги. С другой стороны, металлические наночастицы обладают большим недостатком: они пирофорный и реагирует на окислители в различной степени. Это затрудняет обращение с ними и вызывает нежелательные побочные реакции, что делает их менее подходящими для биомедицинских приложений. Образование коллоидов для металлических частиц также является гораздо более сложной задачей.

Металлик с оболочкой

Наночастица кобальта с графеновой оболочкой.
Наночастица кобальта с графеновой оболочкой (примечание: индивидуальный графен слои видны)[28]

Металлическое ядро ​​магнитных наночастиц можно пассивировать мягким окислением, поверхностно-активными веществами, полимерами и драгоценными металлами.[21] В кислородной среде наночастицы Co образуют антиферромагнитный слой CoO на поверхности наночастиц Co. Недавно была проведена работа по изучению эффекта синтеза и обменного смещения в этих наночастицах Co-core CoO-оболочка с золотой внешней оболочкой.[29]Наночастицы с магнитным сердечником, состоящим либо из элементарных Утюг или же Кобальт с инертной оболочкой из графен были синтезированы недавно.[30] Преимущества по сравнению с ферритными или элементными наночастицами:

Синтез

Существует несколько методов изготовления магнитных наночастица.

Соосаждение

Основная статья: Соосаждение

Соосаждение - простой и удобный способ синтеза оксидов железа (либо Fe3О4 или γ-Fe2О3) из водного Fe2+/ Fe3+ солевые растворы путем добавления основания в инертной атмосфере при комнатной температуре или при повышенной температуре. Размер, форма и состав магнитных наночастиц во многом зависят от типа используемых солей (например, хлоридов, сульфатов, нитратов), Fe2+/ Fe3+ соотношение, реакция температура, то pH ценность и ионная сила СМИ,[21] и скорость смешивания с основным раствором, использованная для того, чтобы вызвать осаждение.[31] Подход соосаждения широко используется для получения наночастиц феррита контролируемых размеров и магнитных свойств.[32][33][34][35] Сообщалось о различных экспериментальных установках, способствующих непрерывному и крупномасштабному соосаждению магнитных частиц путем быстрого перемешивания.[36][37] Недавно скорость роста магнитных наночастиц была измерена в режиме реального времени во время осаждения наночастиц магнетита с помощью встроенного магнитного сенсептометра переменного тока в зоне смешения реагентов.[38]

Термическое разложение

Основная статья: Термическое разложение

Магнитные нанокристаллы меньшего размера могут быть синтезированы термическим разложением щелочных металлорганических соединений в высококипящих органических растворителях, содержащих стабилизирующие поверхностно-активные вещества.[21][39][40]

Микроэмульсия

Основная статья: Микроэмульсия

Используя технику микроэмульсии, металлический кобальт, сплавы кобальта / платины и покрытые золотом наночастицы кобальта / платины были синтезированы в обратном порядке. мицеллы бромида цетилтриметляммония, используя 1-бутанол в качестве дополнительного поверхностно-активного вещества и октан в качестве масляной фазы.[21][41]

Синтез пламенного распылителя

С помощью пламенный пиролиз [30][42] и варьируя условия реакции, оксиды, наночастицы, покрытые металлом или углеродом, производятся со скоростью> 30 г / ч.

Пламя-спрей-синтез.JPG

Различные условия газового напыления и их влияние на получаемый наночастицы

Пламя-спрей-синтез-2.JPG

Различия в схеме работы обычного и редуцирующего синтеза пламенного распыления

Возможные приложения

Предусмотрено множество потенциальных приложений. Поскольку производство магнитных наночастиц дорогое, есть интерес к их переработке или для узкоспециализированных применений.

Потенциал и универсальность магнитной химии проистекают из быстрого и легкого разделения магнитных наночастиц, что исключает утомительные и дорогостоящие процедуры. процессы разделения обычно применяется в химии. Кроме того, магнитные наночастицы можно направлять с помощью магнитного поля в желаемое место, что может, например, обеспечить высокую точность в борьбе с раком.

Медицинская диагностика и лечение

Магнитные наночастицы были исследованы для использования в экспериментальное лечение рака называется магнитная гипертермия [43] в котором переменное магнитное поле (AMF) используется для нагрева наночастиц. Чтобы добиться достаточного нагрева магнитных наночастиц, AMF обычно имеет частоту от 100 до 500 кГц, хотя значительные исследования были проведены на более низких частотах, а также на частотах до 10 МГц с амплитудой поля обычно между 8-16 кАм.−1.[44]

Аффинные лиганды, такие как эпидермальный фактор роста (EGF ), фолиевая кислота, аптамеры, лектины и т. д. могут быть прикреплены к поверхности магнитных наночастиц с использованием различных химикатов. Это позволяет нацеливать магнитные наночастицы на определенные ткани или клетки.[45] Эта стратегия используется в исследованиях рака для нацеливания и лечения опухолей в сочетании с магнитная гипертермия или наночастицы с доставкой лекарства от рака. Однако, несмотря на исследовательские усилия, накопление наночастиц внутри раковых опухолей всех типов неоптимально, даже при наличии аффинных лигандов. Willhelm et al. провели широкий анализ доставки наночастиц к опухолям и пришли к выводу, что среднее количество введенной дозы, достигающей солидной опухоли, составляет всего 0,7%.[46] Проблема накопления большого количества наночастиц внутри опухолей, возможно, является самым большим препятствием, с которым сталкивается наномедицина в целом. Хотя в некоторых случаях используется прямая инъекция, внутривенная инъекция наиболее часто предпочтительна для получения хорошего распределения частиц по опухоли. Магнитные наночастицы имеют явное преимущество в том, что они могут накапливаться в желаемых областях посредством доставки под магнитным управлением, хотя этот метод все еще нуждается в дальнейшем развитии для достижения оптимальной доставки к солидным опухолям.

Еще одно потенциальное лечение рака включает прикрепление магнитных наночастиц к свободно плавающим раковым клеткам, что позволяет им захватить и вывести их из организма. Лечение было протестировано в лаборатории на мышах и будет изучено в исследованиях выживаемости.[47][48]

Магнитные наночастицы можно использовать для обнаружения рака. Кровь можно ввести на микрожидкостный чип с магнитными наночастицами. Эти магнитные наночастицы удерживаются внутри из-за приложенного извне магнитного поля, поскольку кровь может свободно течь через них. Магнитные наночастицы покрыты антителами, нацеленными на раковые клетки или белки. Магнитные наночастицы могут быть восстановлены, а прикрепленные молекулы, связанные с раком, могут быть проанализированы для проверки их существования.

Магнитные наночастицы можно конъюгировать с углеводами и использовать для обнаружения бактерий. Частицы оксида железа использовались для обнаружения грамотрицательных бактерий, таких как кишечная палочка и для обнаружения грамположительных бактерий, таких как Streptococcus suis[49][50]

Другие диагностические применения могут быть достигнуты путем конъюгации наночастиц с олигонуклеотидами, которые могут быть комплементарными интересующей последовательности ДНК или РНК для их обнаружения, например, патогенная ДНК или продукты реакций амплификации ДНК в присутствии патогенной ДНК,[51] или аптамер, распознающий интересующую молекулу. Это может привести к обнаружению патогенов, таких как вирусы или бактерии, в организме человека или опасных химикатов или других веществ в организме.[52]

Магнитный иммуноферментный анализ

Магнитный иммуноферментный анализ[53] (MIA) - это новый тип диагностического иммуноанализа с использованием магнитные наночастицы в качестве меток вместо обычных ферментов, радиоизотопов или флуоресцентных фрагментов. Этот анализ включает специфическое связывание антитела с его антигеном, где магнитная метка конъюгирована с одним элементом пары. Наличие магнитные наночастицы затем обнаруживается магнитным считывателем (магнитометром), который измеряет изменение магнитного поля, вызванное шариками. Сигнал, измеряемый магнитометром, пропорционален количеству аналита (вируса, токсина, бактерий, сердечного маркера и т. Д.) В исходной пробе.

Очистки сточных вод

Благодаря легкому разделению путем приложения магнитного поля и очень большой отношение поверхности к объему, магнитные наночастицы могут использоваться для очистки загрязненной воды.[54]В этом методе присоединение EDTA-подобных хелаторов к металлическим наномагнетикам с углеродным покрытием приводит к получению магнитного реагента для быстрого удаления тяжелых металлов из растворов или загрязненной воды на три порядка величины до концентраций до микрограммов на литр. Магнитные наночастицы или кластеры наночастиц, состоящие из одобренных FDA оксидных суперпарамагнитных наночастиц (например, маггемит, магнетит ) обладают большим потенциалом для очистки сточных вод, поскольку выражают отличные биосовместимость что касается воздействие на окружающую среду материала является преимуществом по сравнению с металлическими наночастицами.

Электрохимическое зондирование

Магнито-электрохимические анализы основаны на использовании магнитных наночастиц в электрохимическом зондировании либо путем распределения через образец, где они могут собирать и концентрировать аналит и обрабатываются магнитным полем или путем модификации поверхности электрода, повышающей его проводимость и сродство с аналитом. Магнитные наночастицы с покрытием играют ключевую роль в электрохимическом зондировании не только потому, что они облегчают сбор аналита, но также позволяют MNP быть частью механизма трансдукции сенсора.[55] Для манипулирования МНЧ в электрохимическом зондировании использовались стержни магнитных электродов.[56] или одноразовые электроды с трафаретной печатью, включающие постоянные магниты,[57] с целью замены магнитных опор или любого внешнего магнитного поля.

Поддерживаемые ферменты и пептиды

Ферменты, белки и другие биологически и химически активные вещества иммобилизованы на магнитных наночастицах.[58] Иммобилизация ферментов на недорогих, нетоксичных и легко синтезируемых магнитных наночастицах железа (МНЧ) показала большие перспективы благодаря более стабильным белкам, лучшему выходу продукта, простоте очистки белков и многократному использованию в результате их магнитной восприимчивости.[59]Они представляют интерес как возможные опоры для твердофазный синтез.[60]

Эта технология потенциально актуальна для маркировки клеток / разделения клеток, детоксикации биологических жидкостей, восстановления тканей, доставки лекарств, магнитно-резонансной томографии, гипертермии и магнитофекции.[61]

Случайная или сайт-направленная иммобилизация ферментов

Ферменты, иммобилизованные на магнитных наночастицах (МНЧ) посредством случайного многоточечного присоединения, приводят к образованию гетерогенной белковой популяции со сниженной активностью из-за ограничения доступа субстрата к активному центру. В настоящее время доступны методы, основанные на химических модификациях, где MNP могут быть связаны с молекулой белка через одну конкретную аминокислоту (например, N- или C-концы), что позволяет избежать снижения активности из-за свободного доступа субстрата к активному сайт. Более того, сайт-направленная иммобилизация также позволяет избежать модификации каталитических остатков. Один из таких распространенных методов включает использование щелочной химии алкина-азида, поскольку обе группы отсутствуют в белках.[62]

Поддержка катализаторов

Магнитные наночастицы потенциально могут использоваться в качестве катализатор или же носители для катализаторов.[63][64]В химии носитель катализатора - это материал, обычно твердое тело с большой площадью поверхности, к которому прикреплен катализатор. Реакционная способность гетерогенных катализаторов проявляется у поверхностных атомов. Следовательно, прилагаются большие усилия, чтобы максимизировать площадь поверхности катализатора, распределяя его по подложке. Носитель может быть инертным или участвовать в каталитических реакциях. Типичные носители включают различные виды углерода, оксида алюминия и кремнезема. Иммобилизация каталитического центра на наночастицах с большой отношение поверхности к объему решает эту проблему. В случае магнитных наночастиц он добавляет свойство легкого разделения. Одним из первых примеров является родиевый катализ, связанный с магнитными наночастицами.[65]

Родиевый катализ на магнитных наночастицах

В другом примере конюшня радикальный ТЕМП был прикреплен к графен наночастицы кобальта с покрытием диазоний реакция. Полученный катализатор затем использовали для хемоселективного окисления первичных и вторичных спиртов.[66]

ТЕМПО-катализ на магнитных наночастицах

Каталитическая реакция может быть проведена в реактор непрерывного действия вместо реактор периодического действия без остатков катализатора в конечном продукте. Наночастицы кобальта, покрытые графеном, были использованы для этого эксперимента, поскольку они демонстрируют более высокую намагниченность, чем Феррит наночастиц, что необходимо для быстрого и чистого разделения с помощью внешнего магнитного поля.[67]

Катализ непрерывным потоком

Биомедицинская визуализация

Наночастицы на основе оксида железа находят множество применений в сочетании с магнитно-резонансная томография.[68] Магнитные наночастицы CoPt используются в качестве контрастного агента для МРТ при трансплантации. нервная стволовая клетка обнаружение.[69]

Лечение рака

При гипертермии магнитной жидкости[70] наночастицы разных типов, такие как оксид железа, магнетит, маггемит или даже золото, вводятся в опухоль, а затем подвергаются воздействию высокочастотного магнитного поля. Эти наночастицы выделяют тепло, которое обычно увеличивает температуру опухоли до 40-46 ° C, что может убить раковые клетки.[71][72][73]Еще один важный потенциал магнитных наночастиц - это способность сочетать тепло (гипертермия) и высвобождение лекарства для лечения рака. Многочисленные исследования показали конструкции частиц, в которые можно загружать лекарственный груз и магнитные наночастицы.[74] Наиболее распространенной конструкцией является «Магнитолипосома», которая представляет собой липосома с магнитными наночастицами, обычно встроенными в липидный бислой. Под действием переменного магнитного поля магнитные наночастицы нагреваются, и это тепло делает мембрану проницаемой. Это вызывает высвобождение загруженного лекарства. Этот вариант лечения имеет большой потенциал, поскольку комбинация гипертермии и высвобождения лекарства, вероятно, будет лечить опухоли лучше, чем любой из этих вариантов по отдельности, но он все еще находится в стадии разработки.

Хранение информации

Смотрите также: MRAM

Перспективным кандидатом для хранения с высокой плотностью является сплав FePt с гранецентрированной тетрагональной фазой. Размер зерен может составлять всего 3 нанометра. Если возможно изменить MNP в таком небольшом масштабе, плотность информации, которая может быть достигнута с помощью этого носителя, может легко превысить 1 терабайт на квадратный дюйм.[12]

Генная инженерия

Магнитные наночастицы можно использовать в различных генетических приложениях. Одно из приложений - быстрое выделение ДНК.[75] и мРНК. В одном применении магнитная бусина прикреплена к поли-Т-образному хвосту. При смешивании с мРНК поли-А-хвост мРНК будет прикрепляться к поли-Т-хвосту бусинки, и изоляция происходит просто путем размещения магнита сбоку пробирки и выливания жидкости. Магнитные шарики также использовались при сборке плазмид. Быстрое построение генетической цепи было достигнуто путем последовательного добавления генов в растущую генетическую цепь с использованием наночастиц в качестве якоря. Было показано, что этот метод намного быстрее, чем предыдущие методы, и для создания функциональных мультигенных конструкций in vitro требуется менее часа.[76]

Физическое моделирование

Существует множество математических моделей для описания динамики вращения магнитных наночастиц.[77][78] Простые модели включают функцию Ланжевена и модель Стонера-Вольфарта, которые описывают намагниченность наночастицы в состоянии равновесия. Модель Дебая / Розенцвейга может использоваться для низкоамплитудных или высокочастотных колебаний частиц, что предполагает линейный отклик намагниченности на колеблющееся магнитное поле.[79] Неравновесные подходы включают формализм уравнения Ланжевена и формализм уравнения Фоккера-Планка, и они были широко разработаны для моделирования таких приложений, как гипертермия магнитных наночастиц, визуализация магнитных наночастиц (MPI),[80] магнитная спектроскопия [81] и биосенсор [82] и Т. Д.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d Тадич, Марин; Краль, Славко; Ягодич, Марко; Ганзель, Дарко; Маковец, Дарко (декабрь 2014 г.). «Магнитные свойства новых суперпарамагнитных нанокластеров оксида железа и их особенности при отжиге». Прикладная наука о поверхности. 322: 255–264. Bibcode:2014ApSS..322..255T. Дои:10.1016 / j.apsusc.2014.09.181.
  2. ^ Магнитные наноматериалы, редакторы: С. Х. Боссманн, Х. Ван, Королевское химическое общество, Кембридж, 2017 г., https://pubs.rsc.org/en/content/ebook/978-1-78801-037-5
  3. ^ а б Краль, Славко; Маковец, Дарко (27 октября 2015 г.). «Магнитная сборка суперпарамагнитных кластеров наночастиц оксида железа в наноцепи и наноразучки». САУ Нано. 9 (10): 9700–9707. Дои:10.1021 / acsnano.5b02328. PMID  26394039.
  4. ^ А.-Х. Лу; В. Шмидт; Н. Матуссевич; Х. Беннеманн; Б. Сплитхофф; Б. Тещё; Э. Билл; В. Кифер; Ф. Шют (август 2004 г.). «Наноинженерия магниторазделимого катализатора гидрирования». Angewandte Chemie International Edition. 43 (33): 4303–4306. Дои:10.1002 / anie.200454222. PMID  15368378.
  5. ^ А. К. Гупта; М. Гупта (июнь 2005 г.). «Синтез и инженерия поверхности наночастиц оксида железа для биомедицинских приложений». Биоматериалы. 26 (18): 3995–4021. Дои:10.1016 / j.biomaterials.2004.10.012. PMID  15626447.
  6. ^ Рамасвами, B; Кулкарни, SD; Виллар, ПС; Смит, RS; Эберли, C; Araneda, RC; Depireux, DA; Шапиро, Б. (24 июня 2015 г.). «Движение магнитных наночастиц в ткани мозга: механизмы и безопасность». Наномедицина: нанотехнологии, биология и медицина. 11 (7): 1821–9. Дои:10.1016 / j.nano.2015.06.003. ЧВК  4586396. PMID  26115639.
  7. ^ Он, Ле; Ван, Миншэн; Ге, Цзяньпин; Инь, Ядун (18 сентября 2012 г.). «Путь магнитной сборки к коллоидно-отзывчивым фотонным наноструктурам». Отчеты о химических исследованиях. 45 (9): 1431–1440. Дои:10.1021 / ar200276t. PMID  22578015.
  8. ^ Кавре, Ивна; Костевц, Грегор; Краль, Славко; Вильфан, Андрей; Бабич, Душан (13 августа 2014 г.). «Изготовление магниточувствительных микромеханизмов на основе ПДМС, встроенных в магнитные наночастицы». RSC Advances. 4 (72): 38316–38322. Дои:10.1039 / C4RA05602G.
  9. ^ Mornet, S .; Vasseur, S .; Grasset, F .; Веверка, П .; Goglio, G .; Demourgues, A .; Portier, J .; Pollert, E .; Дюге, Э. (июль 2006 г.). «Дизайн магнитных наночастиц для медицинских приложений». Прогресс в химии твердого тела. 34 (2–4): 237–247. Дои:10.1016 / j.progsolidstchem.2005.11.010.
  10. ^ Б. Глейх; Дж. Вайценекер (2005). «Томографические изображения с использованием нелинейного отклика магнитных частиц». Природа. 435 (7046): 1214–1217. Bibcode:2005Натура.435.1214G. Дои:10.1038 / природа03808. PMID  15988521. S2CID  4393678.
  11. ^ Хён, Тэхван (3 апреля 2003 г.). «Химический синтез магнитных наночастиц». Химические коммуникации (8): 927–934. Дои:10.1039 / B207789B. PMID  12744306. S2CID  27657072.
  12. ^ а б Натали А. Фрей и Шохенг Сун Магнитные наночастицы для приложений хранения информации
  13. ^ Эллиотт, Дэниел В .; Чжан, Вэй-сянь (декабрь 2001 г.). «Полевая оценка наноразмерных биметаллических частиц для очистки подземных вод». Экологические науки и технологии. 35 (24): 4922–4926. Bibcode:2001EnST ... 35.4922E. Дои:10.1021 / es0108584. PMID  11775172.
  14. ^ Дж. Филип; Shima.P.D. Б. Радж (2006). «Наножидкость с регулируемыми тепловыми свойствами». Письма по прикладной физике. 92 (4): 043108. Bibcode:2008АпФЛ..92д3108П. Дои:10.1063/1.2838304.
  15. ^ Chaudhary, V .; Wang, Z .; Ray, A .; Шридхар, I .; Рамануджан, Р. В. (2017). «Самокачивающееся магнитное охлаждение». Журнал физики D: Прикладная физика. 50 (3): 03LT03. Bibcode:2017JPhD ... 50cLT03C. Дои:10.1088 / 1361-6463 / aa4f92.
  16. ^ J.Philip; Т.Дж. Кумар; П.Кальянасундарам; Б.Радж (2003). «Настраиваемый оптический фильтр». Измерительная наука и технология. 14 (8): 1289–1294. Bibcode:2003MeScT..14.1289P. Дои:10.1088/0957-0233/14/8/314.
  17. ^ Махендран, В. (2012). «Оптический сенсор на основе наножидкости для быстрого визуального контроля дефектов в ферромагнитных материалах». Appl. Phys. Латыш. 100 (7): 073104. Bibcode:2012АпФЛ.100г3104М. Дои:10.1063/1.3684969.
  18. ^ Chaudhary, V .; Рамануджан, Р. В. (11 октября 2016 г.). «Магнитокалорические свойства наночастиц Fe-Ni-Cr для активного охлаждения». Научные отчеты. 6 (1): 35156. Bibcode:2016НатСР ... 635156C. Дои:10.1038 / srep35156. ЧВК  5057077. PMID  27725754.
  19. ^ Chaudhary, V .; Чен, X .; Рамануджан, Р.В. (Февраль 2019). «Магнитокалорические материалы на основе железа и марганца для управления температурой, близкой к комнатной». Прогресс в материаловедении. 100: 64–98. Дои:10.1016 / j.pmatsci.2018.09.005.
  20. ^ Филип, В. Махендран; Фелиция, Леона Дж. (2013). «Простой, недорогой и сверхчувствительный датчик на основе магнитных наножидкостей для обнаружения катионов, этанола и аммиака». Журнал наножидкостей. 2 (2): 112–119. Дои:10.1166 / jon.2013.1050.
  21. ^ а б c d е А.-Х. Лу; Э. Л. Салабас; Ф. Шют (2007). «Магнитные наночастицы: синтез, защита, функционализация и применение». Энгью. Chem. Int. Эд. 46 (8): 1222–1244. Дои:10.1002 / anie.200602866. PMID  17278160.
  22. ^ Ан-Хуэй Лу, Ан-Хуэй; Э. Л. Салабас; Ферди Шют (2007). «Магнитные наночастицы: синтез, защита, функционализация и применение». Энгью. Chem. Int. Эд. 46 (8): 1222–1244. Дои:10.1002 / anie.200602866. PMID  17278160.
  23. ^ Kim, DK, G .; Михайлова, М; и другие. (2003). «Якорение фосфонатных и фосфинатных связывающих молекул на частицах диоксида титана». Химия материалов. 15 (8): 1617–1627. Дои:10,1021 / см 001253u.
  24. ^ http://nanos-sci.com/technology.html Свойства и использование кластеров магнитных наночастиц (магнитных наночастиц)
  25. ^ Краль, Славко; Маковец, Дарко; Чампель, Станислав; Дрофеник, Миха (июль 2010 г.). «Создание ультратонких покрытий из диоксида кремния на наночастицах оксида железа для улучшения их поверхностной реакционной способности». Журнал магнетизма и магнитных материалов. 322 (13): 1847–1853. Bibcode:2010JMMM..322.1847K. Дои:10.1016 / j.jmmm.2009.12.038.
  26. ^ Краль, Славко; Дрофеник, Миха; Маковец, Дарко (16 декабря 2010 г.). «Контролируемая поверхностная функционализация магнитных наночастиц, покрытых диоксидом кремния, с концевыми амино и карбоксильными группами». Журнал исследований наночастиц. 13 (7): 2829–2841. Bibcode:2011JNR .... 13,2829K. Дои:10.1007 / s11051-010-0171-4. S2CID  97708934.
  27. ^ Краль, Славко; Ройник, Матия; Ромих, Рок; Ягодич, Марко; Кос, Янко; Маковец, Дарко (7 сентября 2012 г.). «Влияние поверхностного заряда на клеточное поглощение флуоресцентных магнитных наночастиц». Журнал исследований наночастиц. 14 (10): 1151. Bibcode:2012JNR .... 14.1151K. Дои:10.1007 / s11051-012-1151-7. S2CID  94550418.
  28. ^ а б R.N. Грасс, Роберт Н .; E.K. Афанассиу; У. Дж. Старк (2007). «Ковалентно функционализированные наночастицы кобальта как платформа для магнитного разделения в органическом синтезе». Энгью. Chem. Int. Эд. 46 (26): 4909–12. Дои:10.1002 / anie.200700613. PMID  17516598.
  29. ^ Джонсон, Стефани Х .; C.L. Джонсон; С.Дж. Май; С. Хирш; М. В. Коул; Дж. Э. Спаниер (2010). "Co @ CoO @ Au нанокристаллы ядро-многооболочек". Журнал химии материалов. 20 (3): 439–443. Дои:10.1039 / b919610b.
  30. ^ а б Р. Н. Грасс, Роберт Н .; У. Дж. Старк (2006). «Газофазный синтез наночастиц ГЦК-кобальта». J. Mater. Chem. 16 (19): 1825. Дои:10.1039 / B601013J. S2CID  97850340.
  31. ^ Фанг, Мэй; Стрем, Вальтер; Olsson, Ричард Т .; Белова, Любовь; Рао, К. В. (2011). «Быстрое перемешивание: способ синтеза наночастиц магнетита с высоким моментом». Appl. Phys. Латыш. 99 (22): 222501. Bibcode:2011ApPhL..99v2501F. Дои:10.1063/1.3662965.
  32. ^ Г.Гнанапракаш; С.Айяппан; Т.Джаякумар; Джон Филип; Балдев Радж (2006). «Простой метод получения магнитных наночастиц с повышенной температурой фазового перехода альфа-гамма-Fe2O3». Нанотехнологии. 17 (23): 5851–5857. Bibcode:2006Nanot..17.5851G. Дои:10.1088/0957-4484/17/23/023.
  33. ^ Г. Гнанапракаш; Джон Филип; Т. Джаякумар; Балдев Радж (2007).«Влияние времени переваривания и скорости добавления щелочи на физические свойства наночастиц магнетита». J. Phys. Chem. B. 111 (28): 7978–7986. Дои:10.1021 / jp071299b. PMID  17580856.
  34. ^ С. Айяппан, Джон Филип и Балдев Радж (2009). «Влияние полярности растворителя на физические свойства наночастиц CoFe2O3». J. Phys. Chem. C. 113 (2): 590–596. Дои:10.1021 / jp8083875.
  35. ^ С. Айяппан; С. Махадеван; П. Чандрамохан; М.П. Шринивасан; Джон Филип; Балдев Радж (2010). «Влияние концентрации ионов Co2 на размер, магнитные свойства и чистоту наночастиц феррита шпинели CoFe2O4». J. Phys. Chem. C. 114 (14): 6334–6341. Дои:10.1021 / jp911966p.
  36. ^ Фан Чин, Сук; Айер, К. Сваминатан; Растон, Колин Л.; Сондерс, Мартин (2008). "Выборочный синтез суперпарамагнитных наночастиц в тонких жидкостях в условиях непрерывного потока" (PDF). Adv. Функц. Матер. 18 (6): 922–927. Дои:10.1002 / adfm.200701101.
  37. ^ Растон, КЛ; Сондерс, М; Смит, N; Вудворд, Р. (7 мая 2006 г.). «Синтез магнитных наночастиц с использованием обработки вращающимся диском». Краткие сведения о TechConnect. 1 (2006): 343–346.
  38. ^ Стрем, Вальтер; Olsson, Ричард Т .; Рао, К. В. (2010). «Мониторинг в реальном времени эволюции магнетизма во время осаждения суперпарамагнитных наночастиц для приложений биологии». Журнал химии материалов. 20 (20): 4168. Дои:10.1039 / c0jm00043d.
  39. ^ Шарифи, Ибрагим; Заманян Али; Behnamghader, Aliasghar (2016-08-15). «Синтез и характеристика магнитных нанокластеров феррита Fe0.6Zn0.4Fe2O4 с использованием простого метода термического разложения». Журнал магнетизма и магнитных материалов. 412: 107–113. Bibcode:2016JMMM..412..107S. Дои:10.1016 / j.jmmm.2016.03.091. ISSN  0304-8853.
  40. ^ Monfared, A.H .; Заманян, А .; Бейгзаде, М .; Шарифи, I .; Мозафари, М. (05.02.2017). «Быстрый и эффективный подход термического разложения для синтеза наночастиц феррита марганец-цинк / олеиламин ядро ​​/ оболочка». Журнал сплавов и соединений. 693: 1090–1095. Дои:10.1016 / j.jallcom.2016.09.253. ISSN  0925-8388.
  41. ^ S S.Rana; Дж. Филип; Б.Радж (2010). «Синтез наночастиц феррита кобальта на основе мицелл и его характеристика с использованием спектрометрии инфракрасного пропускания с преобразованием Фурье и термогравиметрии». Химия и физика материалов. 124: 264–269. Дои:10.1016 / j.matchemphys.2010.06.029.
  42. ^ E. K. Athanassiou, Evagelos K .; Р. Н. Грасс; У. Дж. Старк (2010). «Химическая аэрозольная инженерия как новый инструмент для материаловедения: от оксидов до солей и металлических наночастиц». Аэрозоль. Sci. Технология. 44 (2): 161–72. Bibcode:2010AerST..44..161A. Дои:10.1080/02786820903449665. S2CID  97163337.
  43. ^ Rabias, I .; и другие. (2010). «Быстрая обработка магнитным нагревом высокозаряженными наночастицами маггемита на опухолях экзокраниальной глиомы крыс Wistar в микролитровом объеме». Биомикрофлюидика. 4 (2): 024111. Дои:10.1063/1.3449089. ЧВК  2917883. PMID  20697578.
  44. ^ Кумар, CS; Мохаммад, Ф (2011). «Магнитные наноматериалы для терапии на основе гипертермии и контролируемой доставки лекарств». Adv. Препарат Делив. Rev. 63 (9): 789–808. Дои:10.1016 / j.addr.2011.03.008. ЧВК  3138885. PMID  21447363.
  45. ^ Краль, Славко; Ройник, Матия; Кос, Янко; Маковец, Дарко (26 апреля 2013 г.). «Нацеливание на сверхэкспрессированные EGFR клетки A431 с помощью магнитных наночастиц, покрытых диоксидом кремния, меченных EGF». Журнал исследований наночастиц. 15 (5): 1666. Bibcode:2013JNR .... 15.1666K. Дои:10.1007 / s11051-013-1666-6. S2CID  135831754.
  46. ^ Вильгельм, Стефан; Таварес, Энтони Дж .; Дай, Цинь; Охта, Сейичи; Одет, Жюли; Дворжак, Гарольд Ф .; Чан, Уоррен С. В. (2016). «Анализ доставки наночастиц к опухолям». Nature Reviews Материалы. 1 (5): 16014. Bibcode:2016НатРМ ... 116014Вт. Дои:10.1038 / натревмац.2016.14.
  47. ^ Скарберри К. Э., Дикерсон Э. Б., Макдональд Дж. Ф., Чжан З. Дж. (2008). «Магнитные наночастицы-пептидные конъюгаты для in vitro и in vivo нацеливания и экстракции раковых клеток». Журнал Американского химического общества. 130 (31): 10258–62. Дои:10.1021 / ja801969b. PMID  18611005.
  48. ^ Использование магнитных наночастиц для борьбы с раком Newswise, проверено 17 июля 2008 г.
  49. ^ Parera Pera N; Kouki A .; Finne J .; Питерс Р. Дж. (2010). «Обнаружение болезнетворных бактерий Streptococcus suis с помощью магнитных гликопчастиц». Органическая и биомолекулярная химия. 8 (10): 2425–2429. Дои:10.1039 / C000819B. PMID  20448902. S2CID  44593515.
  50. ^ Барден, Дэвид (30 марта 2010 г.). «Привлекательный метод обнаружения бактерий». Основные моменты в химической биологии. Архивировано из оригинал 21 октября 2012 г.
  51. ^ Йоранссон, Дженни; Зардан Гомес де ла Торре, Тереза; Стрёмберг, Маттиас; Рассел, Камилла; Сведлинд, Питер; Стрёмме, Мария; Нильссон, Матс (15 ноября 2010 г.). «Чувствительное обнаружение бактериальной ДНК с помощью магнитных наночастиц». Аналитическая химия. 82 (22): 9138–9140. Дои:10.1021 / ac102133e. ISSN  0003-2700. PMID  20977277.
  52. ^ Джо, Хунхо; Бан, Чангилл (май 2016 г.). «Комплексы аптамер – наночастицы как мощные диагностические и терапевтические инструменты». Экспериментальная и молекулярная медицина. 48 (5): e230. Дои:10.1038 / emm.2016.44. ISSN  2092-6413. ЧВК  4910152. PMID  27151454.
  53. ^ Люк Ленглет; Петр Никитин; Клейтон Пекиньо (июль – август 2008 г.). «Магнитные иммуноанализы: новая парадигма в POCT». IVD технологии. Архивировано из оригинал на 30.08.2008.
  54. ^ F.M. Koehler, Fabian M .; М. Россье; М. Валле; E.K. Афанассиу; Л.К. Лимбах; R.N. Трава; Д. Гюнтер; У. Дж. Старк (2009). «Магнитная ЭДТА: связывание хелаторов тяжелых металлов с металлическими наномагнитами для быстрого удаления кадмия, свинца и меди из загрязненной воды». Chem. Сообщество. 32 (32): 4862–4. Дои:10.1039 / B909447D. PMID  19652806. S2CID  33582926.
  55. ^ Глоаг, Люси; Мехдипур, Милад; Чен, Дунфэй; Тилли, Ричард Д .; Гудинг, Дж. Джастин (2019). «Достижения в применении магнитных наночастиц для зондирования». Современные материалы. 31 (48): 1904385. Дои:10.1002 / adma.201904385. ISSN  1521-4095. PMID  31538371.
  56. ^ Ян, Гуанмин; Чжао, Факюн; Цзэн, Байчжао (2014-07-20). «Магнитное улавливание для быстрого и точного определения метронидазола с помощью нового стеклоуглеродного электрода с магнитным управлением». Electrochimica Acta. 135: 154–160. Дои:10.1016 / j.electacta.2014.04.162. ISSN  0013-4686.
  57. ^ Папавасилеу, Анастасиос В .; Панагиотопулос Иоаннис; Продромидис, Мамас И. (10.11.2020). «Графитовые датчики с полной трафаретной печатью, объединяющие постоянные магниты. Изготовление, определение характеристик и аналитическое применение». Electrochimica Acta. 360: 136981. Дои:10.1016 / j.electacta.2020.136981. ISSN  0013-4686.
  58. ^ Хуан-Хао Ян, Хуан-Хао; Шу-Цюн Чжан; Сяо-Лан Чен; Чжи-Ся Чжуан; Цзинь-Гоу Сюй; Сяо-Ру Ван (2004). «Магнетитсодержащие сферические наночастицы кремнезема для биокатализа и биоразделений». Аналитическая химия. 76 (5): 1316–1321. Дои:10.1021 / ac034920m. PMID  14987087.
  59. ^ Сиддики К.С., Шемси А.М., Герриеро Дж., Наджнин Т., Таха, Эртан Х., 2017. Биотехнологические улучшения адаптированных к холоду ферментов: коммерциализация через комплексный подход. В: Маргезин, Роза (ред.), Психрофилы: от биоразнообразия к биотехнологии, Springer-Verlag, стр. 477–512.
  60. ^ К. Норен, Катарина; М. Кемпе (2009). «Многослойные магнитные наночастицы как поддержка в твердофазном синтезе пептидов». Международный журнал исследований пептидов и терапии. 15 (4): 287–292. Дои:10.1007 / s10989-009-9190-3. S2CID  40277196.
  61. ^ Гупта А.К., Аджай Кумар; Гупта М (2005). «Синтез и инженерия поверхности наночастиц оксида железа для биомедицинских приложений». Биоматериалы. 26 (18): 3995–4021. Дои:10.1016 / j.biomaterials.2004.10.012. PMID  15626447.
  62. ^ Шемси А.М., Хандай Ф., Куреши А.Х., Халил А., Герриеро Г., * Сиддики К.С. (2019). Сайт-ориентированные химически модифицированные магнитные ферменты: изготовление, усовершенствования, биотехнологические применения и перспективы на будущее. Biotechnol. Adv. 37: 357-381
  63. ^ А. Шетц, Александр; О. Райзер; У. Дж. Старк (2010). «Наночастицы как носители полугетерогенного катализатора». Chem. Евро. J. 16 (30): 8950–67. Дои:10.1002 / chem.200903462. PMID  20645330.
  64. ^ Ф. Панахи; Ф. Бахрами; А. Халафи-Нежад (2017). «Привитые магнитными наночастицами дипептид l-карнозина: замечательная каталитическая активность в воде при комнатной температуре». Журнал Иранского химического общества. 14 (10): 2211–20. Дои:10.1007 / s13738-017-1157-2. S2CID  103858148.
  65. ^ Тэ-Чжон Юн, Тэ-Чжон; Ву Ли; Юн-Сеук О; Джин-Гю Ли (2003). «Магнитные наночастицы как катализатор для простой и легкой утилизации». Новый журнал химии. 27 (2): 227.229. Дои:10.1039 / B209391J.
  66. ^ А. Шетц, Александр; Р. Н. Грасс; У. Дж. Старк; О. Райзер (2008). «TEMPO на магнитных C / Co-наночастицах: высокоактивный и пригодный для вторичной переработки органокатализатор». Химия: европейский журнал. 14 (27): 8262–8266. Дои:10.1002 / chem.200801001. PMID  18666291.
  67. ^ А. Шетц, Александр; Р. Н. Грасс; Q. Kainz; У. Дж. Старк; О. Райзер (2010). «Комплексы Cu (II) -Azabis (оксазолин), иммобилизованные на магнитных наночастицах Co / C: кинетическое разрешение 1,2-дифенилэтан-1,2-диола в условиях периодического действия и непрерывного потока». Химия материалов. 22 (2): 305–310. Дои:10,1021 / см9019099.
  68. ^ Коломбо, М; и другие. (2012). «Биологические применения магнитных наночастиц». Chem Soc Rev. 41 (11): 4306–34. Дои:10.1039 / c2cs15337h. PMID  22481569.
  69. ^ Сяотин Мэн, Сяотин; Хью С. Сетон; Ле Т. Лу; Ян А. Приор; Нгуен Т. К. Тхань; Бинг Сонг (2011). «Магнитные наночастицы CoPt в качестве контрастного агента МРТ для обнаружения трансплантированных нервных стволовых клеток». Наномасштаб. 3 (3): 977–984. Bibcode:2011Nanos ... 3..977M. Дои:10.1039 / C0NR00846J. PMID  21293831.
  70. ^ Шарифи, Ибрагим; Shokrollahi, H .; Амири, С. (01.03.2012). «Магнитные наножидкости на основе феррита, используемые в приложениях гипертермии». Журнал магнетизма и магнитных материалов. 324 (6): 903–915. Bibcode:2012JMMM..324..903S. Дои:10.1016 / j.jmmm.2011.10.017. ISSN  0304-8853.
  71. ^ Джавиди, Мехрдад; Гейдари, Мортеза; Аттар, Мохаммад Махди; Хагпанахи, Мохаммад; Карими, Алиреза; Навидбахш, Махди; Аманпур, Саид (2014). «Цилиндрический агаровый гель с потоком жидкости, подвергнутой воздействию переменного магнитного поля во время гипертермии». Международный журнал гипертермии. 31 (1): 33–39. Дои:10.3109/02656736.2014.988661. PMID  25523967. S2CID  881157.
  72. ^ Джавиди, М; Гейдари, М; Карими, А; Haghpanahi, M; Навидбахш, М; Размкон, А (2014). «Оценка влияния скорости инъекции и различных концентраций геля на наночастицы при гипертермической терапии». J Biomed Phys Eng. 4 (4): 151–62. ЧВК  4289522. PMID  25599061.
  73. ^ Гейдари, Мортеза; Джавиди, Мехрдад; Аттар, Мохаммад Махди; Карими, Алиреза; Навидбахш, Махди; Хагпанахи, Мохаммад; Аманпур, Саид (2015). «Гипертермия магнитной жидкости в цилиндрическом геле, содержащем поток воды». Журнал механики в медицине и биологии. 15 (5): 1550088. Дои:10.1142 / S0219519415500888.
  74. ^ Эстельрих, Джоан; и другие. (2015). «Наночастицы оксида железа для магнитно-управляемой и магнитно-чувствительной доставки лекарств». Int. J. Mol. Наука. 16 (12): 8070–8101. Дои:10.3390 / ijms16048070. ЧВК  4425068. PMID  25867479.
  75. ^ Эрнст, Констанце; Бартель, Александр; Эльферинк, Иоганнес Вильгельмус; Хун, Дженнифер; Эшбах, Эрик; Шенфельд, Кирстен; Feßler, Andrea T .; Оберхайтманн, Борис; Шварц, Стефан (2019). «Улучшенная экстракция и очистка ДНК с помощью магнитных наночастиц для обнаружения метициллин-устойчивого золотистого стафилококка». Ветеринарная микробиология. 230: 45–48. Дои:10.1016 / j.vetmic.2019.01.009. PMID  30827403.
  76. ^ Элаиссарий; Дж. Чаттерджи; M Hamoudeh; Х Фесси (2010). «Глава 14. Достижения в получении и биомедицинских применениях магнитных коллоидов». В Роке Идальго-Альварес (ред.). Структура и функциональные свойства коллоидных систем.. CRC Press. С. 315–337. Дои:10.1201 / 9781420084474-c14. ISBN  978-1-4200-8447-4.
  77. ^ Ривз, Дэниел Б. (2017). «Нелинейное неравновесное моделирование магнитных наночастиц». Методы магнитной характеризации наноматериалов. Шпрингер, Берлин, Гейдельберг. С. 121–156. Дои:10.1007/978-3-662-52780-1_4. ISBN  978-3-662-52779-5.
  78. ^ Ривз, Дэниел Б.; Уивер, Джон Б. (2014). «Подходы к моделированию динамики магнитных наночастиц». Критические обзоры в биомедицинской инженерии. 42 (1): 85–93. arXiv:1505.02450. Дои:10.1615 / CritRevBiomedEng.2014010845. ISSN  0278-940X. ЧВК  4183932. PMID  25271360.
  79. ^ Керри, Дж .; Mehdaoui, B .; Респо, М. (15 апреля 2011 г.). «Простые модели для расчета динамической петли гистерезиса магнитных однодоменных наночастиц: приложение для оптимизации магнитной гипертермии» (PDF). Журнал прикладной физики. 109 (8): 083921–083921–17. arXiv:1007.2009. Bibcode:2011JAP ... 109х3921С. Дои:10.1063/1.3551582. ISSN  0021-8979.
  80. ^ Weizenecker, J .; Gleich, B .; Rahmer, J .; Dahnke, H .; Боргерт, Дж. (2009). «Трехмерная визуализация магнитных частиц in vivo в реальном времени». Физика в медицине и биологии. 54 (5): L1 – L10. Bibcode:2009ПМБ .... 54л ... 1Вт. Дои:10.1088 / 0031-9155 / 54/5 / L01. ISSN  0031-9155. PMID  19204385. S2CID  2635545.
  81. ^ Ривз, Дэниел Б.; Уивер, Джон Б. (15 декабря 2012 г.). «Моделирование броуновского движения магнитных наночастиц». Журнал прикладной физики. 112 (12): 124311. Bibcode:1998ЖЧФ.109.4281Т. Дои:10.1063/1.4770322. ISSN  0021-8979. ЧВК  3537703. PMID  23319830.
  82. ^ Чжан, Сяоцзюань; Ривз, Дэниел Б.; Perreard, Ирина М .; Kett, Warren C .; Griswold, Karl E .; Гими, Барджор; Уивер, Джон Б. (15 декабря 2013 г.). «Молекулярное зондирование с помощью магнитных наночастиц с использованием магнитной спектроскопии броуновского движения наночастиц». Биосенсоры и биоэлектроника. 50: 441–446. Дои:10.1016 / j.bios.2013.06.049. ЧВК  3844855. PMID  23896525.

внешняя ссылка

Библиография

  • Катинон, М., Эйро, С., Будума, О., Бордье, Л., Аньелло, Г., Рейно, С., и Тиссут, М. (2014). Выделение техногенных магнитных частиц. Наука об окружающей среде в целом, 475, 39-47 (Абстрактные ).