Skip to main content
SUPERVISOR
Dariush Shahbazi Gahroee,Ahmad Monshi,Mehdi Amirnasr
داريوش شهبازي گهرويي (استاد راهنما) احمد منشي (استاد راهنما) مهدي اميرنصر (استاد مشاور)
 
STUDENT
Maryam Zahraee
مريم زهرائي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389

TITLE

Synthesis and evaluation of manganese zinc ferrite nanoparticles as contrast agent in magnetic resonance imaging under in vitro conditions
The aim of this work is to synthesize manganese zinc ferrite nanoparticles () by the effective and environmental friendly hydrothermal method and investigate the effect of magnetic ferrofluids (MFFs) containing these on MRI contrast. Moreover, the effect of different parameters such as Zn substitution and citric acid presence as a chelator on spinel phase formation, magnetization and size were investigated. To improve colloidal stability of synthesized for biomedical applications, acid treatment were done followed by coating with different biocompatible polymers such as polyethylene glycol (PEG), dextran and chitosan. The prepared were characterized by X-ray diffraction (XRD), fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermal gravimetric analysis (TGA), transmission electron microscopy (TEM), dynamic light scattering (DLS) and vibrating sample magnetometer (VSM). The results showed prepared magnetic crystallized mainly in the spinel phase. Nevertheless, without citrate ions presence, hematite phase was appeared in product. Magnetic measurments showed that all samples have nearly zero remanence and coercivity at room temperature. Furthermore, synthesized magnetic with core size of 14 and 7 nm, had high saturation magnetizations (M s ) of 63.6 and 52.6 emu/g respectively. Relaxometric results revealed that proton relaxation rates strongly depend on the magnetic size, coating hydrophilicity and the aggregation state of the particles. Thus, while PEG coating reduces particle aggregation by increasing inter-particle spacing leading to reduction of both r 1 and r 2 relaxations, dextran and chitosan lead to an increase mainly in r 2 values due to the aggreation of particles in bigger clusters where they are in closed contact. Values of r 2 /r 1 , which are also indicative of contrast agent effectiveness, for all prepared MFFs are higher than the reported values for commercial samples. PEG-coated preincubated with Hela cells, were visualized mainly outside the cells, and their biocompatibility at 0.2 mg Fe/ml was demonstrated by alamar blue assay. In conclusion, PEG-coated which have suitable hydrodynamic size, high relaxivity, low cytotoxicity and cell internalization in Hela cell, could be the best potential as MRI contrast agent.
چکيده هدف از اين پژوهش، ساخت نانوذرات فريت منگنز -روي با روش پربازده و دوستدار محيط زيست هيدروترمال و بررسي تأثير شاره‌هاي مغناطيسي ساخته شده از اين نانوذرات بر کنتراست MRI است. افزون بر اين، تأثير پارامترهاي گوناگون مانند جانشاني روي و حضور سيتريک اسيد به عنوان عامل کليت کننده بر تشکيل ساختار اسپينل، مغناطش و اندازه‌ي نانوذرات بررسي شد. براي بهبود پايداري کلوئيدي نانوذرات ساخته شده براي کاربردهاي بيومواد، عمل‌آوري اسيدي و سپس پوشش‌دهي با پليمرهاي زيست‌سازگار گوناگون شامل پلي اتيلن گليکول (PEG)، دکستران وکيتوسان انجام شد. نانوذرات ساخته شده با پراش پرتو ايکس (XRD)، بيناب سنجي تبديل فوريه فروسرخ (FTIR)، آناليز وزن سنجي گرمايي (TGA)، ميکروسکوپ‌ الکتروني عبوري (TEM)، پراکندگي پوياي نور (DLS) و مغناطيس‌سنج نوساني (VSM) مشخصه‌يابي شدند. نتايج نشان داد که نانوذرات مغناطيسي توليد شده به‌طور عمده به‌صورت فاز اسپينلي تبلور يافتند. با‌ اين وجود، بدون حضور يون‌هاي سيترات، فاز هماتيت در محصول پديدار شد. اندازه‌گيري‌هاي مغناطيسي نشان داد همه‌ي نمونه‌ها در دماي اتاق پسماند و وادارندگي نزديک به صفر دارند. همچنين نانوذرات مغناطيسي توليد شده با اندازه ذره‌ي 14 و 7 نانومتر داراي مغناطش اشباع به ترتيب برابر با emu/g 6/63 و 6/52 بودند. نتايج واهلش سنجي نشان داد که آهنگ‌هاي‌ واهلش پروتون به‌شدت به اندازه‌ي نانوذرات مغناطيسي، آب‌دوستي پوشش و چگونگي کلوخه شدگي ذرات وابسته است. بنابراين، در حالي‌که پوشش PEG با افزايش فاصله‌ي بين ذرات، کلوخه شدگي نانوذرات را کاهش و به کاهش هر دوي واهلش‌هاي r 1 و r 2 منجر مي‌شود، دکستران و کيتوسان به دليل گرد آوردن ذرات در خوشه‌هاي بزرگ‌تر که در تماس نزديک با هم هستند، به افزايش واهلش عمدتاً r 2 مي‌انجامد. همچنين مقدارهاي r 2 /r 1 که معياري براي کارايي عامل کنتراست هستند، براي همه‌ي شاره‌هاي مغناطيسي ساخته شده، بالاتر از مقادير گزارش شده براي نمونه‌هاي تجاري است. نانوذرات پوشش داده شده با PEG که با سلول‌هاي هلا انکوبه شدند، به‌طور عمده خارج سلول‌ها ديده شدند و زيست سازگاري آن‌ها در mg Fe/ml 2/0 با آزمون آلاماربلو نشان داده شد. در نتيجه، نانوذرات پوشش داده شده با PEG که اندازه‌ي هيدروديناميکي مناسب، واهلش بالاو سميت و جذب سلولي اندکي در سلول‌هاي هلا دارند، مي‌توانند بهترين گزينه به عنوان عامل کنتراست MRI باشند کلمات کليدي: فريت منگنز- روي، روش هيدروترمال، روش‌هاي پوشش‌دهي، پليمر زيست سازگار، عوامل کنتراست MRI، شاره مغناطيسي.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی