氧化铁纳米颗粒(IONPs)因其优异的生物相容性以及磁响应性被广泛用作磁共振成像造影剂。目前大多数由FDA批准的MRI造影剂都通过水相共沉淀法制备,但由于反应温度的限制使得IONPs的结晶度难以大幅提升,且因较为复杂的相变过程难以调控IONPs的形貌结构。因此,强化基于共沉淀过程的IONPs制备技术具有重要意义。
本文在纳米组团队前期研究的基础上,使用改进的水冷磁致内热共沉淀技术(HMIHC)结合缓慢滴加碱液制备出MRI成像性能优异的多面体IONPs。在制备过程中,交变磁场(AMF)诱导晶核产生磁致内热效应,提升了IONPs的结晶度,且使IONPs内部的磁矩整齐排列;缓慢滴加碱液精确控制晶相间拓扑转变和绿锈中间体的转化,诱导了多面体IONPs的产生;外部循环水冷可以降低反应体系温度,增强磁热效应,并抑制Ostwald熟化以保持多面体形貌。本文制得的多面体IONPs的饱和磁化强度可达95.3emu/g,具有出色的磁学性能和MRI成像性能。该工作揭示了HMIHC技术能够有效提升IONPs的磁性,为制备高成像性能的IONPs提供了新途径。
目前,该论文已发表于《ACS Applied Nano Materials》:Shuo Zhang, Zhuang Deng, Bingxu Yao, Jingyi Wu, Zhen Jiao*, Ning Gu*, Polyhedral Magnetic Nanoparticles of High Magnetization Synthesized by Hydrocooling and Magnetically Internal Heating Co-precipitation: Implications for Magnetic Resonance Imaging, ACS Applied Nano Materials, 2024,7(9),10377–10386.DOI:10.1021/acsanm.4c00833.