Ядерная магнитно-резонансная релаксационная эффективность композитных магнитных наночастиц MgxZnyFe3–x–yO4 / полиэлектролитная оболочка для медицинской диагностики

  • Татьяна Геннадьевна Шутова Институт химии новых материалов НАН Беларуси, ул. Ф. Скорины, 36, 220141, г. Минск
  • Владимир Васильевич Паньков Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск
  • Константин Сергеевич Ливонович Институт химии новых материалов НАН Беларуси, ул. Ф. Скорины, 36, 220141, г. Минск
  • Дмитрий Анатольевич Котиков Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск
  • Елена Геннадьевна Петрова Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск
  • Валентин Олегович Натаров Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск
  • Юрий Викторович Богачев Cанкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), ул. проф. Попова, 5, 197376, г. Санкт-Петербург
  • Анастасия Валерьевна Никитина Cанкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), ул. проф. Попова, 5, 197376, г. Санкт-Петербург
  • Александра Алексеевна Костина Cанкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), ул. проф. Попова, 5, 197376, г. Санкт-Петербург
  • Виктория Айратовна Сабитова Cанкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), ул. проф. Попова, 5, 197376, г. Санкт-Петербург

Аннотация

Исследована ядерная магнитно-резонансная релаксация протонов водных растворов наночастиц ферритов MgxZnyFe3 – x – yO4, на поверхности которых адсорбирован поли(диаллилдиметиламмоний хлорид). Показано, что поперечная релаксационная эффективность r2 значительно выше продольной релаксационной эффективности r1 и зависит от состава и способа синтеза феррита. Установлено, что при сравнимых размерах наночастицы MgxZnyFe3 – x – yO4, синтезированные с карбонатом, обладают более высокими значениями r2 и r1, чем ферриты, полученные соосаждением со щелочью. Сделан вывод о том, что магнитные наночастицы, стабилизированные полиэлектролитной оболочкой, могут быть использованы при разработке негативных контрастирующих агентов для магнитно-резонансной диагностики.

Биографии авторов

Татьяна Геннадьевна Шутова, Институт химии новых материалов НАН Беларуси, ул. Ф. Скорины, 36, 220141, г. Минск

кандидат химических наук; ведущий научный сотрудник

Владимир Васильевич Паньков, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск

доктор химических наук, профессор; заведующий кафедрой физической химии химического факультета

Константин Сергеевич Ливонович, Институт химии новых материалов НАН Беларуси, ул. Ф. Скорины, 36, 220141, г. Минск

аспирант. Научный руководитель – Т. Г. Шутова

Дмитрий Анатольевич Котиков, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск

кандидат химических наук; доцент кафедры физической химии химического факультета

Елена Геннадьевна Петрова, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск

аспирантка кафедры физической химии химического факультета. Научный руководитель – В. В. Паньков

Валентин Олегович Натаров, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск

магистрант кафедры физической химии химического факультета. Научный руководитель – В. В. Паньков

Юрий Викторович Богачев, Cанкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), ул. проф. Попова, 5, 197376, г. Санкт-Петербург

кандидат физико-математических наук, доцент; заместитель заведующего кафедрой физики по научной работе факультета электроники

Анастасия Валерьевна Никитина, Cанкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), ул. проф. Попова, 5, 197376, г. Санкт-Петербург

студентка факультета информационно-измерительных и биотехнических систем. Научный руководитель – Ю. В. Богачев

Александра Алексеевна Костина, Cанкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), ул. проф. Попова, 5, 197376, г. Санкт-Петербург

студентка факультета информационно-измерительных и биотехнических систем. Научный руководитель – Ю. В. Богачев

Виктория Айратовна Сабитова, Cанкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), ул. проф. Попова, 5, 197376, г. Санкт-Петербург

студентка факультета информационно-измерительных и биотехнических систем. Научный руководитель – Ю. В. Богачев

Литература

  1. Hao R., Xing R., Xu Z., et al. Synthesis, functionalization, and biomedical applications of multifunctional magnetic nanoparticles. Adv. Mater. 2010. Vol. 22, No. 25. P. 2729 –2742.
  2. Wang Y. J., Hussain S. M., Krestin G. P. Superparamagnetic iron oxide contrast agents: physicochemical characteristics and applications in MR imaging. Eur. Radiol. 2001. Vol. 11, No. 11. P. 2319 –2331.
  3. Wang Y. J. Superparamagnetic iron oxide based MRI contrast agents: Current status of clinical application. Quant. Imaging Med. Surg. 2011. Vol. 1, No. 1. P. 35 – 40.
  4. Stephen Z. R., Kievit F. M., Zhang M. Magnetite nanoparticles for medical MR imaging. Mater. Today. 2011. Vol. 14, No. 7/8. Р. 331–338.
  5. Li L., Jiang W., Luo K., et al. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles as MRI contrast agents for non-invasive stem cell labeling and tracking. Theranostics. 2013. Vol. 3, No. 8. P. 595 – 615.
  6. Na H. B., Hyeon T. MRI contrast agents based on inorganic nanoparticles. In Nanoplatform-based molecular imaging. Ed. X. Chen. N. Y., 2011. DOI: 10.1002/9780470767047.ch13.
  7. De Temmerman M., Soenen S. J., Symens N., et al. Magnetic layer-by-layer coated particles for efficient MRI of dendritic cells and mesenchymal stem cells. Nanomedicine. 2014. Vol. 9, No. 9. P. 1363–1376.
  8. Issa B., Qadri S., Obaidat I. M., et al. PEG coating reduces NMR relaxivity of Mn 0.5 Zn 0.5 Gd 0.02 Fe1.98 O4 hyperthermia nanoparticles. J. Magn. Reson. Imaging. 2011. Vol. 34, No. 5. P. 1192–1198.
  9. LaConte L. E. W., Nitin N., Zurkiya O., et al. Coating thickness of magnetic iron oxide nanoparticles affects R2 relaxivity. J. Magn. Reson. Imaging. 2007. Vol. 26, No. 6. P. 1634 –1641.
  10. Casula M. F., Corrias A., Arosio P., et al. Design of water-based ferrofluids as contrast agents for magnetic resonance imaging. J. Colloid Interface. Sci. 2011. Vol. 357, No. 1. P. 50 –55.
  11. Panʼkov V. V., Shutova T. G., Livonovich K. S., et al. Nanochastitsy Mg х Zn y Fe3 – x – y O4: sintez, magnitnye svoistva, funktsionalizatsiya poverkhnosti [Nanoparticles Mg х Zn y Fe3 – x – y O4: synthesis, magnetic properties, surface functionalization]. Vestsi NAN Belarusi. Ser. khim. navuk. 2017. No. 2 (in Russ.). Forthcoming.
  12. Menʼshikova V. L. Khimicheskii analiz v energetike [Chemical Analysis in Energetics] : in 5 books. Mosc., 2008. Book 1 : Fotometriya [Photometry] ; book 2 : Titrimetriya i gravimetriya [Titrimetry and Gravimetry] (in Russ.).
  13. Zhang L., Longo M. L., Stroeve P. Mobile Phospholipid Bilayers Supported on a Polyion /Alkylthiol Layer Pair. Langmuir. 2000. Vol. 16, No. 11. P. 5093–5099.
  14. De Geest B. G., De Koker S., Sukhorukov G. B., et al. Polyelectrolyte microcapsules for biomedical applications. Soft Matter. 2009. Vol. 5, No. 2. P. 282–291.
  15. Ahmad T., Bae H., Rhee I., et al. Particle size dependence of relaxivity for silica-coated iron oxide nanoparticles. Curr. Appl. Phys. 2012. Vol. 12, No. 3. P. 969–974.
Опубликован
2017-11-29
Ключевые слова: магнитные наночастицы, феррит, полиэлектролитная оболочка, релаксационная эффективность, контрастирующий агент для магнитно-резонансной диагностики
Поддерживающие организации Работа выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (грант № Х15МС-018).
Как цитировать
Шутова, Т. Г., Паньков, В. В., Ливонович, К. С., Котиков, Д. А., Петрова, Е. Г., Натаров, В. О., Богачев, Ю. В., Никитина, А. В., Костина, А. А., & Сабитова, В. А. (2017). Ядерная магнитно-резонансная релаксационная эффективность композитных магнитных наночастиц MgxZnyFe3–x–yO4 / полиэлектролитная оболочка для медицинской диагностики. Журнал Белорусского государственного университета. Химия, 1, 10-15. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/chemistry/article/view/1152