Magneto-mehansko vzbujanje (MMA) magnetnih nanodelcev z izmeničnim magnetnim poljem nizkih frekvenc (AMF) lahko uporabimo za uničevanje rakavih celic. Do sedaj so testirali MMA z uporabo različnih nanodelcev in karakteristik AMF na različnih celicah, kar onemogoča primerjavo in posplošitev rezultatov. V članku smo predlagali uporabo orjaških fosfolipidnih mehurčkov (GUV) kot preprostega modelnega sistema za študij učinka MMA na lipidne membrane, ki predstavljajo osnovne gradnike vsake celice. GUV-e smo izpostavili nanoploščicam barijevega heksaferita (NPL, 50 nm široke and 3 nm debele), ki izkazujejo edinstvene magnetne lastnosti s permanentnim magnetnim momentom umerjenim prečno na ploščico. GUV-e smo opazovali z optičnim mikroskopom med vzbujanjem z were observed AMF (3–100 Hz, 2.2–10.6 mT). Če so se NPL elektrostatsko vezale na membrano GUV, je MMA povzročila ciklične fluktuacije oblike GUV-ov sinhrono s frekvenco AMF pri nizkih koncentracijah NPL (1 µm/mL), medtem ko so GUV-i pri višjih koncentracijah (10 µg/mL) pokali. Teoretska obravnava je pokazala, da GUV-i pokajo zaradi lokalnega učinka več NPL in ni povezana s kolektivnim delovanjem vseh adsorbiranih NPL.
COBISS.SI-ID: 20924163
Z naprednimi metodami elektronske mikroskopije smo pokazali, da izkazujejo nanoploščice barijevega heksaferita (BHF) posebno strukturo, ki predstavlja novo strukturno variacijo heksaferitov stabilizirano na nano skali. Strukturo lahko predstavimo kot zlog dveh strukturnih blokov: heksagonalnega (BaFe6O11)2- R bloka in kubičnega (Fe6O8)2+ spinelnega S bloka. Strukturo velike večine nanoploščic lahko opišemo z zlogom SR*S*RS, ki ustreza sestavi BaFe15O23. Nanoploščice izkazujejo veliko enoosno magnetno anizotropijo z lahko osjo pravokotno na ploščico, ki je odločujoča lastnost za njihove različne nove uporabe temelječe na orientaciji nanoploščic z zunanjim magnetnim poljem. Problem pa predstavlja relativni nizka nasičena magnetizacija Ms nanoploščic, ki je le nekaj nad 30 emu/g. Ker se struktura nanoploščic vedno konča na površini s spinelnim S blokom, lahko nanjo nanesemo epitaksialno plast železovega oksida maghemita (M) s spinelno strukturo in tako dobimo kompozitni delec s strukturo M/BHF/M sendviča. Kompozitne nanoploščice izkazujejo močno izboljšan Ms nad 50 emu/g, zaradi izmenjalne sklopitve med obema magnetnima materialoma pa ohranjajo lahko os prečno na ploščico.
COBISS.SI-ID: 30880551
Razumevanje prilagoditve kristalne strukture končni dimenziji nanodelcev, vpliv spremenjene strukture na razvoj morfologije in na uporabne lastnosti nanodelcev je ključnega pomena za pri načrtovanju sinteze novih nanostruktur za uporabo v tehniki in medicini. Analizirali smo kako se struktura nanoploščic barijevega heksaferita stopenjsko razvija skupaj z razvojem morfologije med hidrotermalno sintezo. Nanoploščice nastanejo sz reakcijami med Ba- in Fe-hidroksidi v vodni suspenziji pri temperaturah pod 80 C. Vrstično-presevna elektronska mikroskopija je pokazala, da se struktura nastalih diskastih nanoploščic (2.3 nm debele, 10 nm široke) na bazalnih ravninah zaključi z ravninami, ki vsebujejo Ba. Po naknadnem spiranju nanoploščic z vodo pa se gornji dve atomski plasti odtopita s površin. Strukturo lahko tako ponazorimo kot SRS* zlog, ki je le del celotne osnovne celice Ba heksaferita SRS*R*, pri čemer S in R predstavljata heksagonalni (BaFe6O11)2- in kubični (Fe6O8)2+ strukturni blok. Ob stabilni strukturi SRS* se debelina primarnih nanoploščic ne spreminja do okoli 150 C, ko začnejo nekatere primarne nanoploščice pretirano rasti, medtem ko se njihova debelina stopenjsko povečuje d dodajanjem segmentov RS k njihovi strukturi. Struktura SRS* primarnih nanoploščic je pretanka, da bi omogočila magnetno urejanje. Dodatek samo enega segmenta RS (struktura SRS*R*S) pa že omogoča nastanek trdo magnetnih lastnosti.
COBISS.SI-ID: 31549735
V članku smo predstavili napredek pri koloidni stabilizaciji nanodelcev v kompleksnih bioloških medijih, ki predstavljajo ključni izziv pri uporabi nanodelcev v medicini. Nova strategija je omogočila pripravo prvih koloidno stabilnih suspenzij permanentno magnetnih nanodelcev z uporabnimi lastnostmi v bioloških medijih. Običajen pristop temelji na oplaščenju nanodelcev z dekstranom vezanim na površino z elektrostatskimi ali koordinativnimi vezmi. Molekule dekstrana lahko naknadno premrežimo v biokompatibilen nanos. Tak pristop pa ni primeren za nanodelce, ki izkazujejo ekstremno tendenco aglomeracije, do katere pogosto pride prav med postopkom oplaščenja. Naša nova strategija funkcionalizacije zagotavlja koloidno stabilnost sistema v vseh stopnjah procesa oplaščenja. Poleg tega pa omogoča kovalentna vezava molekul dekstrana preko 3-glicidiloksipropil-trimetoksisilanskega linkerja na površino nanodelcev predhodno prevlečenih s tanko silikatno plastjo koloidno stabilnost v kompleksnih bioloških medijih. Za demostracijo učinkovitosti strategije smo uporabili permanentno-magnetne nanoploščice barijevega heksaferita, ki se izjemno rade aglomerirajo zaradi magnetnih interakcij dipol-dipol in njihove ploščate oblike. Hkrati pa so nanoploščice zelo zanimive za medicinske uporabe.
COBISS.SI-ID: 32311847
Suspenzije heksaferitnih nanoploščic razvite v projektu so omogočile novo metodo diagnostike osnovano na njihovem magneto-mehanskem vzbujanju. Izboljšanje kliničnih tehnik kardiovaskularne slikovne diagnostike je prvi korak k izboljšanju diagnostike in zdravljenja kardiovaskularnih bolezni, ki danes povzročijo največ smrti v razvitih državah. . Een of d problemov, s katerim se kardiologi je pomanjkanje zadovoljivega kontrasta, ki onemogoča zanesljivo interpretacijo intrakoronarnih slik, posebno tistih na osnovi optičnih tehnik kot je intrakoronarna optična koherenčna tomografija (IC-OCT). Omejitve IC-OCT lahko presežemo z uporabo kontrastnega sredstva, ki omogoča odstranitev ozadja in omogoča dodaten kontrast s komplementarnimi tehnikami (multimodalno slikanje). Zadnja možnost omogoča boljšo interpretacijo slik na osnovi sinergije dveh tehnik, kot sta IC-OCT in slikanje z magnetno resonanco (MRI). V delu smo pokazali kako lahko magnetne nanoploščice znatno izboljšajo kontrast na slikah IC-OCT, hkrati pa omogočajo intrakoronarno slikanje z MRI. Kontrast se izboljša na osnovi edinstvenih magneto-optičnih lastnosti nanoploščic, ki poenostavijo dinamičen način kontrastiranja. Istočasno predstavljajo magnetne nanoploščice tudi odlično sredstvo za vizualizacijo posameznih makrofagov z visoko ločljivostjo in odličnim kontrastom. Makrofagi igrajo ključno vlogo pri arterosklerotskih palkov. Pokazali smo tudi kako lahko z magnetnimi nanoploščicami manipuliramo s posameznimi makrofagi . Rezultati dela predstavljajo magnetne nanoploščice kot edinstveno kontrastno sredstvo, ki lahko omogoči nove načine napredne diagnostike in zdravljenja kardiovaskularnih bolezni.
COBISS.SI-ID: 32325415