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Superparamagnetic Nanoparticles as High Efficiency Magnetic Resonance Imaging T-2 Contrast Agent

Résumé

Nanoparticle-based magnetic resonance imaging T-2 negative agents are of great interest, and much effort is devoted to increasing cell loading capability while maintaining low cytotoxicity. Herein, two classes of mixed-ligand protected magnetic-responsive, bimetallic gold/iron nano particles (Au/Fe NPs) synthesized by a two-step method are presented. Their structure, surface composition, and magnetic properties are characterized. The two classes of sulfonated Au/Fe NPs, with an average diameter of 4 nm, have an average atomic ratio of Au to Fe equal to 7 or 8, which enables the Au/Fe NPs to be superparamagnetic with a blocking temperature of 56 K and 96 K. Furthermore, preliminary cellular studies reveal that both Au/Fe NPs show very limited toxicity. MRI phantom experiments show that r(2)/r(1) ratio of Au/Fe NPs is as high as 670, leading to a 66% reduction in T-2 relaxation time. These nanoparticles provide great versatility and potential for nanopartide-based diagnostics and therapeutic applications and as imaging contrast agents.

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vignette|Nanoparticules d'argent, vues au microscope électronique. Le est un nanomatériau à base d'atomes d'argent, produit sous forme de nanoparticules par des nanotechnologies. En solution, il porte le nom d'. En 2008, selon les producteurs, environ /an de nano-argent auraient déjà été produites dans le monde, sous forme d'ions argent, de particules d’argent protéinées (silver proteins) ou de colloïdes utilisés comme biocide.
Nanoparticule
Une nanoparticule est selon la norme ISO TS/27687 un nano-objet dont les trois dimensions sont à l'échelle nanométrique, c'est-à-dire une particule dont le diamètre nominal est inférieur à environ. D'autres définitions évoquent un assemblage d'atomes dont au moins une des dimensions se situe à l'échelle nanométrique (ce qui correspond au « nano-objet » tel que défini par la norme ISO précitée) ou insistent sur leurs propriétés nouvelles (dues au confinement quantique et à leur surface spécifique) qui n'apparaissent que pour des tailles de moins d'une centaine de nanomètres.
Relative atomic mass
Relative atomic mass (symbol: A_r; sometimes abbreviated RAM or r.a.m.), also known by the deprecated synonym atomic weight, is a dimensionless physical quantity defined as the ratio of the average mass of atoms of a chemical element in a given sample to the atomic mass constant. The atomic mass constant (symbol: m_u) is defined as being 1/12 of the mass of a carbon-12 atom. Since both quantities in the ratio are masses, the resulting value is dimensionless.
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