Визначення параметрів суперпарамагнітних наночастинок за їхньою магнітною сприйнятливістю

Abstract

Запропоновано, обґрунтовано та експериментально перевірено спосіб визначення магнітного моменту та розмірів суперпарамагнітних наночастинок (СПНЧ) типу магнітне ядро-полімерна оболонка, що широко використовуються у біомедичних технологіях, з вимірювань залежності їхньої нелінійної магнітної сприйнятливості від магнітного поля. Побудовано модель індукційного відгуку ансамблю СПНЧ на комбіновану дію гармонічного магнітного поля збудження та сталого поля зміщення, та проведений аналіз можливих способів визначення магнітного моменту та розміру наночастинок, а також параметрів розподілу цих величин. Експериментальна перевірка запропонованого способу здійснена на зразках СПНЧ з ядром із маґгеміту як у сухому вигляді, так і в колоїдній системі. Результати порівнюються з даними, отриманими іншими методами. Аналізуються та обговорюються переваги запропонованого методу, зокрема з погляду його придатності для рутинного експрес-контролю СПНЧ для біомедичних технологій. For superparamagnetic nanoparticles (SPNP) of the “magnetic core-polymer shell” type which are widely used in biomedical technologies the method of determining their magnetic moment and size from measurements of dependence of the nonlinear magnetic susceptibility upon magnetic field is proposed, substantiated and tested. The model of the induction response of the SPNP ensemble on the combined action of the magnetic harmonic excitation field and permanent bias field is build and the analysis of possible ways to determine the magnetic moment and size of the nanoparticles as well as the parameters of the distribution of these variables is performed. Experimental verification of the proposed method implemented on samples of SPNP with maghemite core as in dry form and in colloidal systems. The results are compared with the data obtained by other methods. Advantages of the proposed method are analysed and discussed, particularly in terms of its suitability for routine express testing of SPNP for biomedical technology.