Наночастицы теперь можно применять в медицинской диагностике. Это стало возможным благодаря открытиям российских ученых в области изучения структурных характеристик магнетит-кремнеземных наночастиц

С помощью метода динамического рассеяния света исследователи изучили распределение по размерам как единичных магнитных частиц, так и их агрегатов в магнитных жидкостях.

В Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» разработали способ синтеза магнетит-кремнеземной магнитной жидкости. Используя его, ученые исследовали под микроскопом ее оптические, структурные и магнитные свойства. Для этого они использовали водный раствор хлорида железа (III) и сульфата железа (II).

Для исследования формы частиц, ученые улучшили метод динамического рассевания света (ДРС), что и позволило впервые изучить количественные характеристики движения частиц магнитного материала в жидкой среде. Коэффициенты поступательной и вращательной диффузии одиночных магнитных наночастиц и их агрегатов связаны с вращательным действием хаотического теплового движения молекул и позволяют уточнить размеры частиц и их форму.

Ученые выяснили, что агрегаты имеют в основном эллиптическую форму, а форма одиночных частиц близка к сферической. Такая сферическая форма в размерах 10-20 нанометров обеспечивает суперпарамагнитные свойства, то есть отсутствие магнитного момента наночастицы при отсутствии внешнего магнитного поля. Именно эти характеристики в медицине препятствуют агрегации наночастиц в сосудистом русле, и снижают риск тромбоза, позволяют использовать наночастицы как средство магнитоуправляемой доставки лекарств и как контрастирующий агент в магнитно-резонансной томографии.

«С помощью усовершенствованного метода ДРС мы изучили структурные характеристики магнетит-кремнеземных наночастиц. Это шаг на пути к их внедрению в медицинскую практику, в частности, в магнитно-резонансную томографию. Кроме того, наш метод может быть использован при изучении наночастиц не только в магнитных жидкостях, но и в биологических растворах», – рассказал один из авторов, доцент кафедры МНЭ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Камиль Газинурович Гареев.

При этом магнитная жидкость утрачивает свою стабильность, если разбавить ее в 200 и более раз. В этом случае наночастицы формируют агрегаты размером около 140 нанометров. Поэтому ученые планируют также изучить предел концентрации магнитных жидкостей, при которой нарушается свойство устойчивости к седиментации.

Поделиться