Studium magnetických nanočástic Co-Ni feritů pro MPS

Abstract

Magnetic particle spectroscopy (MPS) is an emerging spectroscopic method with great application potential in medicine. Principle of this method is also used in magnetic particle imaging (MPI). This application requires so-called tracers, i.e. nanoparticles with a strong and well-defined signal, which can be used not only for imaging. In this work we focus on prepared magnetic nanoparticles with the composition Co1−xNixFe2O4, where x = 0; 0.1; 0.3; 0.5; 0.7; 0.9; 1. In addition to powder samples, samples in the form of suspensions were also prepared: part of the nanoparticles was coated in silica, while another part was stabilised by L-tartrate. The samples were characterized using XRF, XRD, TEM, and DLS. Furthermore, magnetic properties of the samples were measured, and the distribution of blocking temperatures of the nanoparticles was determined. For suspension samples, the MPS signal was measured, and nanoparticles with best results were then used for MPI. The MPS and MPI results were compared with commercially available agent ferumoxytol. It was found out that samples with x = 0.9 and x = 1 outperform this agent in signal quality.

Spektroskopie magnetických částic (MPS) je jednou z rozvíjejících se spektroskopic- kých metod s aplikačním potenciálem v medicíně. Na obdobném principu funguje magne- tická nanočásticová tomografie (MPI). Tato aplikace vyžaduje tzv. tracery, tedy nanočás- tice se silným a dobře definovaným signálem, které lze použít nejen k zobrazování. V této práci se věnujeme připraveným magnetickým nanočásticím o složení Co1−xNixFe2O4, kde x = 0; 0, 1; 0, 3; 0, 5; 0, 7; 0, 9; 1. K práškovým vzorkům byly vytvořeny také vzorky v po- době suspenze: část nanočástic byla upravena obalením do siliky, část byla stabilizována L-tartarátem. Na vzorcích byla provedena základní charakterizace pomocí XRF, XRD, TEM a DLS, dále jsme změřili magnetické vlastnosti vzorků a určili rozložení blokačních teplot nanočástic. Pro vzorky ve formě suspenze byl změřen MPS signál a nanočástice s lepšími výsledky byly následně použity k MPI. Výsledky MPS a MPI byly srovnány s komerčně dostupnou látkou ferumoxytol. Bylo zjištěno, že vzorky s x = 0, 9 a x = 1 tuto látku překonají v kvalitě generovaného signálu.