Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2021, выпуск 9 » Статья стр. 1290
<<<>>>
Магнитные наночастицы, полученные электрофизическими методами: фокус на биомедицинские приложения
DOI: 10.21883/FTT.2021.09.51255.17H
Российский научный фонд, №18-19-00090
Spanish Ministerio de Ciencia e Innovación, а MAT2017-83631-C3-R
Курляндская Г.В. 1,2, Сафронов А.П. 1,3, Щербинин С.В. 1,3, Бекетов И.В.1,3, Бляхман Ф.А. 1,4, Макарова Э.Б.4,5, Корч М.А.6, Свалов А.В. 1
1Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия
2Университет Страны Басков, Бильбао, Испания
3Институт электрофизики Уральского отделения РАН, Екатеринбург, Россия
4Уральский государственный медицинский университет, Екатеринбург, Россия
5Уральский институт травматологии и ортопедии, Екатеринбург, Россия
6Уральский государственный аграрный университет, Екатеринбург, Россия
Email: galinakurlyandskaya@urfu.ru, alexander.safronov@urfu.ru, scherbinin@iep.uran.ru, beketov@iep.uran.ru, Feliks.Blyakhman@urfu.ru, makarovaemilia1907@yandex.ru, andrey.svalov@urfu.ru
Поступила в редакцию: 9 апреля 2021 г.
В окончательной редакции: 9 апреля 2021 г.
Принята к печати: 19 апреля 2021 г.
Выставление онлайн: 6 июня 2021 г.
PDF версия
Рассмотрены возможности получения больших партий магнитных наночастиц (МНЧ) с помощью электрофизических методов электрического взрыва проволоки, лазерного испарения мишени и искрового разряда. Биоприложения МНЧ требуют получения магнитных материалов в виде стабилизированных водных суспензий или гидрогелей с магнитными наполнителями, поэтому обсуждаются некоторые детали синтеза этих материалов и их аттестации. Рассмотрены вопросы взаимодействия МНЧ с биологическими системами, проблема биосовместимости, возможность использования субстратов феррогелей для нужд клеточных технологий и регенеративной медицины, а также в качестве биомиметиков при создании магнитных биосенсоров. Приведены результаты анализа ряда различных биологических экспериментов, проведенных с суспензиями различного типа, полученных на основе одной и той же партии МНЧ. Анализ примеров магнитного биодетектирования и существующих теоретических подходов позволит оценить перспективы данного научного направления для создания высокочувствительных пленочных сенсоров на основе гигантского магнитоимпедансного эффекта для биомедицинских приложений. Ключевые слова: магнитные наночастицы, оксиды железа, феррогели, электрический взрыв проволоки, лазерное испарение, метод искрового разряда, пленочные наноструктуры, детекторы слабых магнитных полей, магнитный импеданс, биоприложения.
  1. Г.И. Фролов, О.И. Бачина, М.М. Завьялова, С.И. Равочкин. ЖТФ 78, 8, 101 (2008)
  2. R. Glaser. Biophysics. Springer Verlag, Heidelberg, Germany (1999). 362 p
  3. Q.A. Pankhurst, A.J. Connolly, S.K. Jones, J. Dobson. J. Phys. D 36, 13, R167 (2003)
  4. A.G. Roca, R. Costo, A.F. Rebolledo, S. Veintemillas-Verdaguer, P. Tartaj, T. Gonzalez-Carreno, M.P. Morales, C.J. Serna. Phys. D 42, 22, 224002 (2009)
  5. F. Spizzo, P. Sgarbossa, E. Sieni, A. Semenzato, F. Dughiero, M. Forzan, R. Bertani, L. Del Bianco. Nanomater. 7, 11, 373 (2017)
  6. Y.-W. Jun, J.-W. Seo, J. Cheon. Accounts. Chem. Res. 41, 2, 179 (2008)
  7. N. Singh, G.J.S. Jenkins, R. Asadi, S.H. Doak. Nano Rev. 1, 1, 5458 (2010)
  8. E.N. Maksimova, T.P. Denisova, E.V. Simonova, A.P. Safronov, V.I. Pedranova, I.N. Egorova, O.M. Samatov, G.V. Kurlyandskaya. Inorganic Materials: Appl. Res. 11, 4, 772 (2020)
  9. J.H. Grossman S.E. Mc Neil. Phys. Today 65, 8, 38 (2012)
  10. S.A.M. Khawja Ansari, E. Ficiara, F.A. Ruffinatti, I. Stura, M. Argenziano, O. Abollino, R. Cavalli, C. Guiot, F. D'Agata. Mater. 12, 3, 465 (2019)
  11. M.R. Zamani Kouhpanji, B.J.H. Stadler. Sensors 20, 9, 2554 (2020)
  12. D.R. Baselt, G.U. Lee, M. Natesan, S.W. Metzger, P.E. Sheehan, R.J. Colton. Biosens. Bioelectron. 13, 731 (1998)
  13. G.V. Kurlyandskaya, E. Fernandez, A.P. Safronov, A.V. Svalov, I.V. Beketov, A. Burgoa Beitia, A. Garci a-Arribas, F.A. Blyakhman. Appl. Phys. Lett. 106, 19, 193702 (2015)
  14. F.A. Blyakhman, E.B. Makarova, F.A. Fadeyev, D.V. Lugovets, A.P. Safronov, P.A. Shabadrov, T.F. Shklyar, G.Yu. Melnikov, I. Orue, G.V. Kurlyandskaya. Nanomater. 9, 2, 232 (2019)
  15. N.A. Buznikov, A.P. Safronov, I. Orue, E.V. Golubeva, V.N. Lepalovskij, A.V. Svalov, A.A. Chlenova, G.V. Kurlyandskaya. Biosens. Bioelectron. 117, 366 (2018)
  16. Н.И. Енукашвили, И.Е. Коткас, Д.С. Боголюбов, А.В. Котова, И.О. Боголюбова, В.В. Багаева, К.А. Левчук, И.И. Масленникова, Д.А. Иволгин, А.Ю. Артамонов, Н.В. Марченко, И.В. Миндукшев. ЖТФ 90, 9, 1418 (2020)
  17. А.С. Камзин. ФТТ 58, 3, 519 (2016)
  18. S. Leulmi, X. Chauchet, M. Morcrette, G. Ortiz, H. Joisten, P. Sabon, T. Livache, Y. Hou, M. Carri\`ere, S. Lequiena, B. Dieny. Nanoscale 7, 38, 15904 (2015)
  19. M. Goiriena-Goikoetxea, A. Garci a-Arribas, M. Rouco, A.V. Svalov, J.M. Barandiaran. Nanotechnol. 27, 17, 175302 (2016)
  20. G.V. Kurlyandskaya, F.A. Blyakhman, E.B. Makarova, N.A. Buznikov, A.P. Safronov, F.A. Fadeyev, S.V. Shcherbinin, A.A. Chlenova. AIP Advances 10, 12, 125128 (2020)
  21. G.V. Kurlyandskaya, S.M. Bhagat, A.V. Bagazeev, A.I. Medvedev, A. Ballesteros, I.V. Beketov, A.P. Safronov. J. Phys. Chem. Solids 98, 255 (2016)
  22. Yu.A. Kotov. J. Nanopart. Res. 5, 5, 539 (2003)
  23. G.V. Kurlyandskaya, S.M. Bhagat, A.P. Safronov, I.V. Beketov, A. Larranaga. AIP Advances 1, 4, 042122 (2011).
  24. I.V. Beketov, A.P. Safronov, A.I. Medvedev, J. Alonso, G.V. Kurlyandskaya, S.M. Bhagat. AIP Advances 2, 2, 022154 (2012)
  25. A.P. Safronov, I.V. Beketov, S.V. Komogortsev, G.V. Kurlyandskaya, A.I. Medvedev, D.V. Leiman, A. Larranaga, S.M. Bhagat. AIP Advances 3, 5, 052135 (2013)
  26. V.V. Osipov, V.V. Platonov, M.A. Uimin, A.V. Podkin. Tech. Phys. 57, 4, 543 (2012)
  27. G.V. Kurlyandskaya, D.S. Portnov, I.V. Beketov, A. Larranaga, A.P. Safronov, I. Orue, A.I. Medvedev, A.A. Chlenova, M.B. Sanchez-Ilarduya, A. Martinez- Amesti, A.V. Svalov. Biochim. Biophys. Acta 1861, 6, 1494 (2017)
  28. C. Roth, G.A. Ferron, E. Karg, B. Lentner, G. Schumann, S. Takenaka, J. Heyder. Aerosol Sci. Technol. 38, 3, 228 (2004)
  29. http://www.iep.uran.ru/naudep/imppr/about/ (Последнее обращение 20.03.2021)
  30. F.A. Blyakhman, G.Y. Melnikov, E.B. Makarova, F.A. Fadeyev, D.V. Sedneva- Lugovets, P.A. Shabadrov, S.O. Volchkov, K.R. Mekhdieva, A.P. Safronov, S. Fernandez Armas, G.V. Kurlyandskaya. Nanomater. 10, 9, 1697 (2020)
  31. S.O. Volchkov, A.V. Svalov, G.V. Kurlyandskaya. Russ. Phys. J. 52, 8, 769 (2009)
  32. A. Hubert, R. Schafer. Magnetic Domains. Springer, Berlin, Germany (1998). 696 p
  33. A.P. Safronov, G.V. Kurlyandskaya, A.A. Chlenova, M.V. Kuznetsov, D.N. Bazhin, I.V. Beketov, M.B. Sanchez-Ilarduya, A. Martinez-Amesti. Langmuir 30, 11, 3243 (2014)
  34. А.А. Членова. Магнитные свойства и гигантский магнитный импеданс многослойных пленочных элементов на основе пермаллоя. Канд. дис. УрФУ (2020). 191 с
  35. И.П. Шилов, В.Д. Румянцева, Ю.В. Алексеев, А.В. Иванов. Изв. РАН. Сер. физ. 84, 11, 1643 (2020)
  36. Н.П. Ивановская, И.П. Шилов, А.В. Иванов, В.Д. Румянцева, А.С. Горшкова. Рос. нанотехнологии 14, 5-6, 82 (2019)
  37. A. Shankar, A.P. Safronov, E.A. Mikhnevich, I.V. Beketov, G.V. Kurlyandskaya. Soft Matter 13, 18, 3359 (2017)
  38. A.P. Safronov, E.G. Kalinina, T.A. Smirnova, D.V. Leiman, A.V. Bagazeev. Russ. J. Phys. Chem. A 84, 12, 2122 (2010)
  39. G.V. Kurlyandskaya, I.P. Novoselova, V.V. Schupletsova, R. Andrade, N.A. Dunec, L.S. Litvinova, A.P. Safronov, R.F. Yurova, N.A. Kulesh, A.N. Dzyuman, I.A. Khlusov. J. Magn. Magn. Mater. 431, 249 (2017)
  40. J.P. Novoselova, A.P. Safronov, O.M. Samatov, I.V. Beketov, H. Khurshid, Z. Nemati, H. Srikanth, T.P. Denisova, R. Andrade, G.V. Kurlyandskaya. IEEE Trans. Magn. 50, 11, 4600504 (2014)
  41. M. Coi sson, G. Barrera, C. Appino, F. Celegatoa, L. Martino, A.P. Safronov, G.V. Kurlyandskaya, P. Tiberto. J. Magn. Magn. Mater. 473, 403 (2019)
  42. D.S. Portnov, I.V. Beketov, A. Larranaga, A. Marti nez-Amesti, G.V. Kurlyandskaya. Vacuum 132, 1 (2016)
  43. M.D. Alcala, J.M. Criado, C. Real, T. Grygar, M. Nejezchleva, J. Subrt, E. Petrovsky. J. Mater. Sci. 39, 2365 (2004)
  44. F.A. Blyakhman, S.O. Volchkov, E.V. Golubeva, V.Y. Krokhalev, E.B. Makarova, K.R. Mekhdieva, A.P. Safronov, S.Y. Sokolov, F.A. Fadeyev, V.V. Chestukhin. Inorg. Mater.: Appl. Res. 11, 4, 766 (2020)
  45. F.A. Blyakhman, E.B. Makarova, P.A. Shabadrov, F.A. Fadeyev, T.F. Shklyar, A.P. Safronov, S.V. Komogortsev, G.V. Kurlyandskaya. Phys. Met. Metallogr. 121, 4, 299 (2020).
  46. F.A. Blyakhman, S.Yu. Sokolov, A.P. Safronov, O.A. Dinislamova, T.F. Shklyar, A.Yu. Zubarev, G.V. Kurlyandskaya. Sensors 19, 18, 3959 (2019)
  47. G.V. Kurlyandskaya, M.L. Sanchez, B. Hernando, V.M. Prida, P. Gorria, M. Tejedor. Appl. Phys. Lett. 82, 18, 3053 (2003)
  48. T. Wang, Y. Zhou, Ch. Lei, J. Luo, Sh. Xie, H. Pu. Biosens. Bioelectron. 90, 418 (2017)
  49. M. Coi sson, F. Vinal, P. Tiberto, F. Celegato. J. Magn. Magn. Mater. 321, 7, 806 (2009)
  50. A.V. Svalov, I.R. Aseguinolaza, A. Garcia-Arribas, I. Orue, J.M. Barandiaran, J. Alonso, M.L. Fernandez-Gubieda, G.V. Kurlyandskaya. IEEE Trans. Magn. 46, 2, 333 (2010).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme