Ứng dụng hạt nanô từ tính ô xít sắt

Chia sẻ: Truong Thanh Trung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19

Thêm vào BST

Báo xấu

224
lượt xem 73
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo Ứng dụng hạt nano từ tính ô xít sắt

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng hạt nanô từ tính ô xít sắt

NG D NG H T NANÔ T TÍNH Ô XÍT S T Nguy n Hoàng H i V t li u nanô ô xít s t t tính thư ng ñư c ng d ng trong y sinh h c có th có s n trong t nhiên nhưng cũng có th ñư c t ng h p. Hai lo i ô xít s t ñư c nghiên c u và ng d ng nhi u nh t là magnetite Fe3O4 và maghemite γ-Fe2O3. Ngoài ra các lo i ferrite như MO.Fe2O3 trong ñó M = Ni, Co, Mn, Zn, Mg cũng ñư c nghiên c u nhi u. 1. H t nanô t tính dư i tác ñ ng c a t trư ng ngoài Dư i tác d ng c a m t t trư ng bên ngoài, ph thu c vào hư ng ng c a t trư ng ngoài mà ngư i ta phân v t li u thành các d ng như sau: ngh ch t (DM), thu n t (PM), s t t (FM) và siêu thu n t (SPM). Hình 1 minh h a s chuy n ñ ng c a m ch máu trong ñó có s t n t i c a h t nanô t tính (gi a). Các thành ph n trong m ch máu có tính ch t t khác nhau. Có thành ph n là ngh ch t (DM), thu n t (PM), s t t (FM) và siêu thu n t (SPM). Ph n l n các ch t h u cơ có tính ngh c t , m t s ion c a s t có m t trong các ferritin có tính thu n t , h t nanô t tính ñư c tiêm t bên ngoài vào có tính s t t và siêu thu n t . Hình 1: Mô hình minh h a s chuy n ng c a m ch máu trong ó có s t n t i c a h t nanô t tính (gi a). Các ñ ñ thành ph n trong m ch máu có tính ch t t khác nhau. Có thành ph n là ngh ch t (DM), thu n t (PM), s t t (FM) và siêu thu n t (SPM).
Gi s t trư ng ngoài ñ t vào là H, s hư ng ng c a v t li u ñư c g i là t ñ M, thì ngư i ta ñ nh nghĩa c m ng t B là: B = µ0(H + M). Trong ñó, µ0 là ñ t th m c a chân không. T ñ M là s mô men t c a nguyên t trên m t ñơn v th tích M = Nm/V. (m là mô men t nguyên t ). Ngư i ta ñ nh nghĩa ñ c m t : χ = M/H. V t li u ngh ch t có ñ c m t âm và nh (10-6), v t li u thu n t có ñ c m t dương và nh (10-3 – 10-5), v t li u s t t và siêu thu n t có ñ c m t dương và r t l n (104). V t li u s t t thư ng th hi n tính tr t do v t li u có tính d hư ng theo tr c tinh th . Tuy nhiên, n u kích thư c v t li u nh ñi, chuy n ñ ng nhi t s có th phá v tr ng thái tr t t t gi a các h t thì v t li u s t t tr thành v t li u siêu thu n t . ð c ñi m quan tr ng c a v t li u siêu thu n t là có t ñ l n khi có t trư ng ngoài và m t h t t tính khi t trư ng ngoài b ng không. Tính siêu thu n t là m t tính ch t r t quan tr ng khi ng d ng h t nanô t tính trong sinh h c. tr ng thái siêu thu n t , th i gian h i ph c c a mô men t là:  ∆E  τ = τ 0 exp   kT  ∆E là hàng rào th năng c n tr s quay c a mô men t , kT là năng lư ng nhi t. Vì là v t li u siêu thu n t , nên các h t t tính trong v t li u không tương tác v i nhau. Giá tr τ0 cho h t không tương tác vào kho ng 10-10 – 10-12 s ph thu c r t ít vào nhi t ñ . Hàng rào th năng ∆E ph thu c vào nhi u y u t trong ñó có d hương t tinh th và d hư ng hình d ng. ð ñơn gi n ta ch xét d hư ng t tinh th (tính ch t n i) ñơn tr c: ∆E = KV, v i K là m t ñ năng lư ng d hư ng t tinh th và V là th tích c a h t. Như v y ∆E t l v i V là th tích c a h t. N u th tích nh hàng rào th năng này s th p và năng lư ng nhi t nhi t ñ phòng có th ñ l n ñ làm quay mô men t và h tr ng thái siêu thu n t . Tuy nhiên, tr ng thái siêu thu n t còn ph thu c vào th i gian ño ñ c τm. N u th i gian h i ph c τ > τ m thì quá trình quay mô men t ch m hơn so v i th i gian ño. Như v y, h t nanô t tính th hi n tính ch t “hãm” (blocked) ñ i v i ngư i ño. Ngư i ta ñ nh nghĩa nhi t ñ hãm Tb là nhi t ñ n m gi a hai tr ng thái nói trên, ñó, τ = τm. Hình 2 minh h a b n ch t siêu thu n t khi nhi t ñ th p hơn nhi t ñ hãm Tb, và khi nhi t ñ cao hơn nhi t ñ hãm Tb. Trên th c t các phép ño th c có giá tr 102 s v i phép ño dòng m t chi u, 10-1 – 10-5 s v i dòng xoay chi u, 10-7 – 10-9 s v i phép ño ph Mossbauer.
Hình 2: Minh h a b n ch t siêu thu n t , (trái) khi nhi t ñ th p h n nhi t ơ ñ hãm Tb, và (ph i) khi nhi t ñ cao h n ơ nhi t ñ hãm Tb. Như v y, dư i tác d ng c a m t t trư ng ñ ng nh t thì các mô men t c a nguyên t ho c c a các các h t nanô t tính s quay theo phương c a t trư ng ngoài. Chú ý là các mô men t quay ch không d ch chuy n. ð nguyên t ho c h t nanô d ch chuy n thì c n ph i có m t c a m t gradient t trư ng. L c tác d ng lên h t nanô dư i tác d ng c a m t gradient t trư ng là: B2 1 Fm = Vm ∆χ∇ = Vm ∆χ∇ BH       2µ 0       2   (Phơư ng trình 1) V i ∆χ = χm - χw là s khác bi t v ñ c m t c a h t nanô t và nư c (môi trư ng h t nanô t tính n m trong ñó). Vm là th tích c a h t nanô. ð i lư ng trong ngo c là m t ñ năng lư ng t tĩnh. V i ô xít s t giá tr ∆χ l n hơn không nên các h t nanô t tính ô xít s t mà phân tán trong nư c s b hút v phía c c nam châm ñ t g n ñó. Hi n tư ng này ñư c ng d ng trong sinh h c ñ phân tách và ch n l c t bào. 2. ng d ng h t nanô t tính trong t nhiên Magnetite ñư c bi t ñ n t lâu. Trư c ñây ngư i ta cho r ng v t li u này ch ñư c t o thành khi ñ t ñá nóng ch y nhi t ñ và áp su t cao. ð n t n năm 1962 ngư i ta m i tìm th y magnetite còn ñư c hình thành bên trong cơ th c a m t sinh v t chuyên ăn t o bi n ñó là c bi n.1 S có m t c a magnetite làm cho răng c a sinh v t này c ng hơn ñ có th tiêu hóa th c ăn d dàng hơn. Mu i s t t bên ngoài ñi vào trong cơ th và ñư c chuy n hóa thành hydroxide s t. Quá trình chuy n hydroxide s t thành magnetite hi n nay v n chưa ñư c bi t.2
Hình 3: nh hi n vi i n t truy n qua c a m t s vi khu n có t tính. Hình dáng c a các h t nanô khác nhau, nó có ñ th là hình l c giác, hình l p ph ng, hình elip. Chúng có th x p x p t o thành m t chu i, nhi u chu i ho c không ơư theo m t tr t t nào. Hình 4: nh hi n vi c a khu n xo n t tính. Khu n này có hai roi và có ñ n 60 h t t tính bên trong x p x p thành m t chu i. Thanh ngang có chi u dài 0,5 µm. ð n năm 1975 ngư i ta m i phát hi n ra vi khu n có t tính, hi n nay chúng là ñ i tư ng nghiên c u nhi u nh t c a các h sinh h c có t tính.3 Vi khu n t tính có kh năng t o ra các h t nanô tinh th có t tính có kích thư c t 50 – 100 nm (hình 3). Các h t nanô n m bên trong t bào và thư ng dính vào màng c a các không bào t o nên m t c u trúc g i là magnetosome. Các h t nanô t tính t ng h p t nhiên thư ng là magnetite Fe3O4 và greigite Fe3S4. Các vi khu n có t tính có th là khu n c u, khu n ph y, ho c khu n xo n (hình 4). Chúng ñư c tìm th y r t nhi u nơi như ao, h , ñ m l y, bãi bi n, ñáy bi n,… Chu i các h t nanô t tính có vai trò như chi c la bàn giúp cho vi khu n ñ nh hư ng trong t trư ng c a trái ñ t ñ tìm các vùng ưa khí (aerophilic) n m trên biên gi a bùn/nư c trong t nhiên. Các vi khu n này bơi lên phía b c b c bán c u, bơi xu ng phía nam nam bán c u, bơi theo hai hư ng xích ñ o.4
Hình 5: Hai h t nanô t tính tìm th y sao H a (trái) và trong vi khu n trên trái ñ t (ph i) Không ch có các vi khu n nh bé, các ñ ng v t l n cũng s d ng t trư ng ñ ñ nh hư ng như ki n, ong, chim b câu ñưa thư, cá h i. M t vài gi thi t v kh năng ñ nh hư ng c a các ñ ng v t này ñã ñư c ñưa ra ñ gi i thích. Hi n nay ngư i ta tin r ng các h t nanô t tính bên trong cơ th ñã tương tác v i t trư ng c a trái ñ t. Nghiên c u các sinh v t này ngư i ta th y s có m t c a h t nanô t tính trong nhi u b ph n trong cơ th c a chúng.5 Hình d ng và ñ nh hư ng c a các h t nanô có m t trong cơ th các sinh v t s ng trên trái ñ t r t g n v i hình d ng và ñ nh hư ng c a các h t nanô tìm th y trên sao H a (hình 5). ði u này ng h gi thuy t v s s ng có th ñư c lan truy n t hành tinh này ñ n hành tinh khác.6 Ngư i ta ñã th nghi m kh năng ng d ng c a các vi khu n t tính. ð làm ñư c ñi u ñó thì ph i nuôi c y các vi khu n có t tính dư i ñi u ki n thông thư ng. Cho ñ n nay ch có m t s vi khu n ñã ñư c phân l p và nuôi c y. Vi khu n xo n AMB-1 là lo i vi khu n ñã ñư c nghiên c u và có th nuôi c y v i t c ñ 0,34 g/dm3. Sau ñó ngư i ta ph i tách magnetosome kh i vi khu n s d ng phương pháp phân tách v t lí ho c hóa h c.7 Các h t nanô t tính l y t vi khu n t tính và b n thân t bào l y t các vi khu n ñó ñã ñư c s d ng ñ ñánh d u các vách ñô men trong v t li u t m m và ñ tìm các c c t trong các m u v t t các thiên th ch rơi xu ng trái ñ t. 3. Các ng d ng h t nanô t tính trong y sinh h c Các ng d ng c a h t nanô t trong y sinh h c ñư c chia làm hai lo i: ng d ng ngoài cơ th và trong cơ th . Trong ñ cương này, chúng tôi ch trình bày m t s ng d ng tiêu bi u trong r t nhi u ng d ng ñã và ñang ñư c nghiên c u. Phân tách và ch n l c t bào là ng d ng ngoài cơ th nh m tách nh ng t bào c n nghiên c u ra kh i các t bào khác. Các ng d ng trong cơ th g m: d n thu c, nung nóng c c b và tăng ñ tương ph n trong nh c ng hư ng t .8,9
3.1. Phân tách và ch n l c t bào, DNA Trong y sinh h c, ngư i ta thư ng xuyên ph i tách m t lo i th c th sinh h c nào ñó ra kh i môi trư ng c a chúng ñ làm tăng n ng ñ khi phân tích ho c cho các m c ñích khác. Phân tách t bào s d ng các h t nanô t tính là m t trong nh ng phương pháp thư ng ñư c s d ng. Quá trình phân tách ñư c chia làm hai giai ño n: ñánh d u th c th sinh h c c n nghiên c u; và tách các th c th ñư c ñánh d u ra kh i môi trư ng b ng t trư ng. Vi c ñánh d u ñư c th c hi n thông qua các h t nanô t tính. H t nanô thư ng dùng là h t ô xít s t. Các h t này ñư c bao ph b i m t lo i hóa ch t có tính tương h p sinh h c như là dextran, polyvinyl alcohol (PVA),... Hóa ch t bao ph không nh ng có th t o liên k t v i m t v trí nào ñó trên b m t t bào ho c phân t mà còn giúp cho các h t nanô phân tán t t trong dung môi, tăng tính n ñ nh c a ch t l ng t . Gi ng như trong h mi n d ch, v trí liên k t ñ c bi t trên b m t t bào s ñư c các kháng th ho c các phân t khác như các hoóc-môn, a-xít folic tìm th y. Các kháng th s liên k t v i các kháng nguyên. ðây là cách r t hi u qu và chính xác ñ ñánh d u t bào. Các h t t tính ñư c bao ph b i các ch t ho t hóa tương t các phân t trong h mi n d ch ñã có th t o ra các liên k t v i các t bào h ng c u, t bào ung thư ph i, vi khu n, t bào ung thư ñư ng ti t ni u và th golgi. ð i v i các t bào l n, kích thư c c a các h t t tính ñôi lúc cũng c n ph i l n, có th ñ t kích thư c vài trăm nanô mét. Quá trình phân tách ñư c th c hi n nh m t gradient t trư ng ngoài. T trư ng ngoài t o m t l c hút các h t t tính có mang các t bào ñư c ñánh d u. Các t bào không ñư c ñánh d u s không ñư c gi l i và thoát ra ngoài. L c tác th y ñ ng tác d ng lên h t nanô t tính ñư c cho b i phương trình sau: F = 6πηRm ∆v Trong ñó η là ñ nh t c a môi trư ng xung quanh t bào (nư c), Rm là bán kính c a h t t tính, ∆v là s khác bi t v v n t c gi a t bào và nư c. ð t trư ng bên ngoài có th gi ñư c h t nanô t tính ñang ch y trong nư c thì ph i có s cân b ng gi a l c th y ñ ng và l c do t trư ng t o ra (phương trình 1). Rm ∆χ 2 ξ ∆v = ∇( B 2 ) ≡ ∇( B 2 ) 9 µ 0η µ0 (Ph ơư ng trình 2) V i Rm là bán kính c a h t nanô t tính. Giá tr ξ là ñ linh ñ ng t tính c a h t nanô, là ñ i lư ng th hi n cho kh năng d dàng ñi u khi n h t b ng t trư ng, nó t l v i kích thư c c a h t. H t có bán kính l n s có giá tr l n. Như v y h t nanô t tính s d ñư c ñi u khi n b i t trư ng ngoài hơn ti u c u t tính (magnetic bead).
T bào thư ng Nam châm T bào ñư c ñánh d u Dòng ch y B t trư ng T trư ng Hình 6: Nguyên t c tách t bào b ng t tr ng. (a) m t nam châm ư c ưñ ñ t bên ngoàiñ hút các t bào ã ưñ ñ c ñ ánh d u và lo i b các t bào không ñ ưñc ánh d u. (b) nam châm có th ñ t vào m t dòng ch y có ch a t bào c n tách. Nam châm Hình 7: Nguyên t c tách t bào b ng t tr ư ng s d ng b n thanh nam châm t o ra m t gradient t tr ư ng xuyên tâm.
Sơ ñ phân tách t bào ñơn gi n nh t ñư c trình bày hình 6. H n h p t bào và ch t ñánh d u (h t t tính bao ph b i m t l p CHHBM) ñư c tr n v i nhau ñ các lên k t hóa h c gi a ch t ñánh d u và t bào x y ra. S d ng m t t trư ng ngoài là m t thanh nam châm vĩnh c u ñ t o ra m t gradient t trư ng gi các h t t bào ñư c ñánh d u l i. Ngoài l c hút do t trư ng ngoài, các t bào còn ch u tác d ng c a l c ñ y trong lòng ch t l ng. L c ñ y này ph thu c vào s khác bi t gi a kh i lư ng riêng c a t bào và nư c. Trên th c t l c này thư ng ñư c b qua. H n ch c a phương pháp này là hi u qu tách t không cao.10 ð tăng hi u qu ngư i ta thư ng dùng m t gradient t trư ng l n tác ñ ng lên m t dòng ch y có ch a các h t nanô t tính c n tách l c. Thông thư ng ngư i ta cho m t s s i t hóa ho c ti u c u t tính trong lòng các ng r i bơm dung d ch có ch a h t nanô t tính và t bào liên k t v i h t nanô t tính ñi qua (hình 6, bên dư i).11 H t nanô t tính b s d ng các s i, các s i có vai trò như nơi giam gi h t nanô t tính và t bào. Phương pháp này có như c ñi m là h t nanô t tính và t bào có th b m t mát do b t c trong ñám s i. M t phương pháp khác ñư c s d ng mà không c n s có m t c a các ñám s i ñó là dùng m t gradient t trư ng xuyên tâm t o b i b n thanh nam châm như hình 7. Gradient t trư ng xuyên tâm làm các t bào ñánh d u t b hút v phía thành ng r t nhanh.12 M t c i ti n c a mo hình này là áp d ng ñ linh ñ ng t tính c a các t bào ñánh d u t khác nhau mà tách các t bào ra kh i dung d ch. Trong ng d ng này dung d ch không chuy n ñ ng mà gradient t trư ng chuy n ñ ng so v i dung d ch ñ ng yên. Ph thu c vào ñ linh ñ ng t tính c a t bào ñánh d u t tính mà các t bào s ñư c tách ra kh i dung d ch và ñư c thu th p b ng m t nam châm vĩnh c u.13 Tách t bào b ng t trư ng ñã ñư c ng d ng thành công trong y sinh h c. ðây là m t trong nh ng phương pháp r t nh y ñ có th t bào ung thư t máu, ñ c bi t là khi n ng ñ t bào ung thư r t th p, khó có th tìm th y b ng các phương pháp khác.14 Ngư i ta có th phát hi n kí sinh trung s t rét trong máu b ng cách ño t tính c a kí sinh trùng ñánh d u t 15 ho c ñánh d u các t bào h ng c u b ng ch t l ng t tính.16 Ngoài ra, trong ph n ng PCR trong sinh h c nh m khuy ch ñ i ADN nào ñó, quá trình làm giàu ADN ban ñ u cũng ñư c th c hi n nh h t nanô t tính.17 V i nguyên t t tương t như phân tách t bào, h t nanô t tính ñư c dùng ñ phân tách DNA. 3.2. D n truy n thu c M t trong nh ng như c ñi m quan tr ng nh t c a hóa tr li u ñó là tính không ñ c hi u. Khi vào trong cơ th , thu c ch a b nh s phân b không t p trung nên các t bào m nh kh e b nh hư ng do tác d ng ph c a thu c. Chính vì th vi c dùng các h t t tính như là h t mang thu c ñ n v trí c n thi t trên cơ th (thông thư ng dùng ñi u tr các kh i u ung thư) ñã ñư c nghiên c u t nh ng năm 1970,18,19 nh ng ng d ng này ñư c g i là d n truy n thu c b ng h t t tính. Có hai l i ích cơ b n là: (i) thu h p ph m vi phân b c a các thu c trong cơ th nên làm gi m tác d ng ph c a thu c; và (ii) gi m lư ng thu c ñi u tr . H t nanô t tính có tính tương h p sinh h c ñư c g n k t v i thu c ñi u tr . Lúc này h t nanô có tác d ng như m t h t mang. Thông thư ng h thu c/h t t o ra m t ch t l ng t và ñi vào cơ th thông qua h tu n hoàn. Khi các h t ñi vào m ch máu, ngư i ta dùng m t gradient t trư ng ngoài r t m nh ñ t p trung các h t vào
m t v trí nào ñó trên cơ th . M t khi h thu c/h t ñư c t p trung t i v trí c n thi t thì quá trình nh thu c có th di n ra thông qua cơ ch ho t ñ ng c a các enzym ho c các tính ch t sinh lý h c do các t bào ung thư gây ra như ñ pH, quá trình khuy ch tán ho c s thay ñ i c a nhi t ñ .20 Quá trình v t lý di n ra trong vi c d n truy n thu c cũng tương t như trong phân tách t bào. Gradient t trư ng có tác d ng t p trung h thu c/h t. Hi u qu c a vi c d n truy n thu c ph thu c vào cư ng ñ t trư ng, gradient t trư ng, th tích và tính ch t t c a h t nanô. Các ch t mang thư ng ñi vào các tĩnh m nh ho c ñ ng m ch nên các thông s th y l c như thông lư ng máu, n ng ñ ch t l ng t , th i gian tu n hoàn ñóng vai trò quan tr ng như các th ng s sinh lý h c như kho ng cách t v trí c a thu c ñ n ngu n t trư ng, m c ñ liên k t thu c/h t, và th tích c a kh i u. Các h t có kích thư c micrô mét (t o thành t nh ng h t siêu thu n t có kích thư c nh hơn) ho t ñ ng hi u qu hơn trong h th ng tu n hoàn ñ c bi t là các m ch máu l n và các ñ ng m ch. Ngu n t trư ng thư ng là nam châm NdFeB có th t o ra m t t trư ng kho ng 0,2 T và gradient t trư ng kho ng 8 T/m v i ñ ng m ch ñùi và kho ng 100 T/m v i ñ ng m ch c .21 ði u này cho th y quá trình d n thu c b ng h t nanô t tính có hi u qu nh ng vùng máu ch y ch m và g n ngu n t trư ng (Hình 8). Tuy nhiên, khi các h t nanô chuy n ñ ng g n thành m ch máu thì chuy n ñ ng c a chúng không tuân theo ñ nh lu t Stoke nên v i m t gradient t trư ng nh hơn quá trình d n thu c v n có tác d ng. Mô M ch máu Mô Nam châm Hình 8: Nguyên lí d n thu c dùng h t nanô t tính. M t thanh nam châm bên ngoài r t m nh t o ra m t gradient t tr ng kéo các h t nanô t tính g n v i thu c n v trí mong mu n. ư ñ ñó qu trình nh thu c di n ra làm cho hi u qu s d ng thu c ưñ c t ng lên nhi u l n. ă
Hình 9: Nguyên lí ch c n ng hóa b m t c a h t nanô t tính có c u trúc v /lõi. Lõi c a h t là ô xít s t, v là l p ă silica, các nhóm ch c bên ngoài có th là carboxyl, amino, streptavidin,… Các h t nanô t tính thư ng dùng là ô-xít s t (magnetite Fe3O4, maghemite α-Fe2O3) bao ph xung quanh b i m t h p ch t cao phân t có tính tương h p sinh h c như PVA, detran ho c silica. Ch t bao ph có tác d ng ch c năng hóa b m t ñ có th liên k t v i các phân t khác như nhóm ch c carboxyl, biotin, avidin, carbodiimide,… (Hình 9)22,23,24 Nghiên c u d n truy n thu c ñã ñư c th nghi m r t thành công trên ñ ng v t, ñ c bi t nh t là dùng ñ ñi u tr u não. Vi c d n truy n thu c ñ n các u não r t khó khăn vì thu c c n ph i vư t qua hàng rào băng cách gi a não và máu, nh có tr giúp c a h t nanô t có kích thư c 10-20 nm, vi c d n truy n thu c có hi u qu hơn r t nhi u. Vi c áp d ng phương pháp này ñ i v i ngư i tuy ñã có m t s thành công, nhưng còn r t khiêm t n. Ngư i ta ñã thành công trong vi c hư ng thu c doxorubicin ñ n t bào u bư u ñuôi chu t.25 K t qu là kích thư c c a bư u gi m ñi hoàn toàn n u s d ng h t nanô t tính d n thu c. Trong khi các thí nghi m d a trên thu c không ñư c d n b ng h t nanô t tính có n ng ñ cao hơn 10 l n v n không tri t tiêu ñư c bư u. Phương pháp này ñư c m r ng sang m t s loài ñ ng v t khác và thu ñư c k t qu tương t .26,27 M t c i bi n c a phương pháp này là c y m t nam châm nh vào m t bư u xương và tiêm h t nanô mang thu c b ng liposome so sánh v i tiêm thu c thông thư ng vào tĩnh m ch. K t qu cho th y lư ng thu c ñ n bư u xương khi dùng h t nanô t tính l n g p 4 l n lư ng thu c ñ n bư u xương khi không dùng h t nanô.28 Hơn n a, phương pháp này còn gi m thi u các hi u ng ph do thu c gây ra.29 Vi c ng d ng trên ngư i còn h n ch . M t s nhóm ñã nghiên c u th nghi m pha 1 v i ch t l ng t tính cho 14 b nh nhân. Nghiên c u cho th y ngư i ta có th d n các h t nanô t tính ñ n các u bư u trong cơ th ngư i mà không gây ñ c cho cơ th .30,31 Các nghiên c u sau ñó trên ung thư gan cho th y k t qu ban ñ u r t kh quan. H t nanô t tính còn ñư c dùng cùng v i nuclide phóng x (radionuclide). Nuclide phóng x s d ng các ñ ng v phóng x c a các nguyên t nh m tiêu di t t bào ung thư. H t nanô t tính g n v i nucide phóng x s giúp cho các nuclide này ñ n g n các m c tiêu và lưu trú ñó trong m t th i gian dài nh m phát huy tác d ng c a tia phóng x . Ưu ñi m c a phương pháp nuclide phóng x t tính so v i phương pháp d n thu c b ng t trư ng là nuclide không c n ph i ti p xúc v i t
bào mà ch c n ñi ñ n g n t bào mà thôi. Th nghi m trên kh i u ch a chu t ngư i ta th y r ng li u chi u x khi dùng h t nanô t tính cao hơn m t ch c l n so v i s d ng nuclide Yttrium-90 và Rhenium-188 không ñư c d n b i t trư ng ngoài.32,33 H t nanô t tính còn ñư c ng d ng trong tr li u gen (gene therapy). M t gen tr li u ñư c g n v i h t nanô t tính. H t nanô t tính ñư c gi m t v trí nào ñó dư i tác d ng c a t trư ng ngoài. Khi siêu vi ti p xúc v i mô thì làm gia tăng kh năng truy n gen và th hi n gen.34 3.3. ð t nhi t t Phương pháp ñ t các t bào ung thư b ng t trư ng ngoài mà không nh hư ng ñ n các t bào bình thư ng là m t trong nh ng ng d ng quan tr ng khác c a h t nanô t tính. M t trong nh ng nghiên c u ñ u tiên v ñ t nhi t t xu t hi n t năm 1957.35 Nguyên t c ho t ñ ng là các h t nanô t tính có kích thư c t 20-100 nm ñư c phân tán trong các mô mong mu n sau ñó tác d ng m t t trư ng xoay chi u v i t n s 1,2 MHz bên ngoài ñ l n v cư ng ñ và t n s ñ làm cho các h t nanô hư ng ng mà t o ra nhi t nung nóng nh ng vùng xung quanh. Nhi t ñ kho ng 42 °C trong kho ng 30 phút có th ñ ñ gi t ch t các t bào ung thư trong khi các t bào thư ng v n an toàn (Hình 10). Hình 10: Nghiên c u th nghi m t nhi t t trên th cho th y nhi t ñ ñ bên ngoài và bên trong u b ư u (hai ưñ ng trên cùng) cao h n nhi u so v i nhi t ơ ñ c a nh ng vùng xung quanh (nh ng ưñ ng d i). ư Nghiên c u v kĩ thu t tăng thân nhi t c c b ñư c phát tri n t r t lâu và có r t nhi u công trình ñ c p ñ n kĩ thu t này nhưng chưa có công b nào thành công trên ngư i. Khó khăn ch y u ñó là vi c d n truy n lư ng h t nanô phù h p ñ t o ra ñ nhi t lư ng khi có s có m t c a t trư ng ngoài m nh trong ph m vi ñi u tr cho phép. Các y u t nh hư ng ñ n quá trình nung nóng c c b là lưu lư ng máu và phân b c a các mô. Th c nghi m và tính toán cho bi t t s phát nhi t vào kho ng 100 mW/cm3 là ñ trong h u h t các trư ng h p th c nghi m.36 T n s và biên ñ c a t trư ng thư ng dùng dao ñ ng trong kho ng f = 0,05-1,2 MHz, H < 0,02 T.37 M t
ñ h t nanô c n thi t vào kho ng 5-10 mg/cm3. V t li u dùng ñ làm h t nanô thư ng là magnetite và maghemite và có th có tính s t t ho c siêu thu n t . Ph n l n các thí nghi m ñư c ti n hành v i h t siêu thu n t . Vì v y, ñây chúng tôi ch gi i thích cơ ch v t lý cho h t siêu thu n t . V i h t siêu thu n t , khi áp d ng m t t trư ng xoay chi u thì h t s hư ng ng dư i tác d ng c a t trư ng ñó. S hư ng ng ñư c th hi n b ng chuy n ñ ng quay v t lý và quay mô men t c a h t. Hai quá trình quay này ñư c ñ c trưng b i hai thông s là th i gian h i ph c Brown (τB) và th i gian h i ph c Néel (τN). V i m t kích thư c h t cho trư c t n hao Brown th ng th t n s th p, t n hao Néel th ng th t n s cao. Tính toàn lư ng nhi t thoát ra c a h t nanô siêu thu n t d a trên mô hình Debye38 l n ñ u tiên ñư c tính cho ch t l ng phân c c.39 Phương trình tính công su t thoát nhi t c a h t nanô siêu thu n t không tương tác dư i tác d ng c a t trư ng xoay chi u ñư c cho b i công th c sau: P = µ 0πfχ "H 2 (Ph ơư ng trình 3) trong ñó µ0 là t th m c a môi trư ng, f là t n s t trư ng xoay chi u, χ” là thành ph n ngư c pha c a ñ c m t ph c (ñ h p th ), H là cư ng ñ t trư ng. N u chuy n ñ ng c a h t nanô t tính ngư c pha so v i t trư ng thì m t ph n năng lư ng t chuy n thành n i năng c a h . M t ch t l ng t ñư c ñ c trưng b i t c ñ h p th riêng (specific absorption rate - SAR) có ñơn v là W/g. Tích s c a SAR v i m t ñ h t nanô t tính cho công su t thoát nhi t c a h t nanô.40 Ngoài kh năng thoát nhi t c a h t siêu thu n t , h t s t t cũng là m t ng c viên trong ñ t nhi t t . Công su t ñ t nhi t c a h t s t t ph thu c vào di n tích c a ñư ng cong t tr . P = µ 0 f ∫ HdM (Ph ơư ng trình 4) Công su t thoát nhi t s t t s l n t trư ng l n ñ n 100 kA/m. Tuy nhiên trong các ng d ng th c t , t trư ng ngoài ñ t vào ch kho ng 15 kA/m nên công su t phát nhi t s t t tư ng nh hơn công su t phát nhi t siêu thu n t . V i ch t l ng t t t giá tr SAR có th ñ t giá tr 45 W/g t i t trư ng c 5,6 kA/m, t n s 300 kHz.41 3.4. Tăng ñ tương ph n cho nh c ng hư ng t M c dù mô men t c a m t prôtôn r t nh (b ng 1,5×10-3 mô men t c a ñi n t ) nhưng trong cơ th ñ ng v t có m t lư ng r t l n prôtôn (h t nhân nguyên t hiñrô c a phân t nư c, vào kho ng 6,6×1019 proton/mm3 nư c) nên có th t o ra m t hi u ng có th ño ñư c. N u tác d ng m t t trư ng tĩnh c ñ nh có cư ng ñ B0 = 1 T thì s có ba ph n tri u proton (tương ñương v i 2×1014 proton) s ñ nh hư ng theo phương c a t trư ng ngoài B0. Tín hi u này có th ño ñư c b ng h p th c ng hư ng như sau: tác d ng m t t trư ng xoay chi u vuông góc v i t trư ng c ñ nh B0 và có t n s b ng t n s tu sai Larmor ω0 = γB0 (γ là h s t cơ c a proton) c a prôtôn thì s h p th c ng hư ng s x y ra. V i h t nhân nguyên t hiñrô 1H, t s t cơ
2,67×108 rad s-1 T-1). T n s tu sai Larmor s tương ng v i t n s sóng vô tuy n và có giá tr là 42,57 MHz. Khi ch có m t c a t trư ng c ñ nh, prôtôn s tu sai xung quanh hư ng c a t trư ng. Khi t trư ng xoay chi u ñư c phát ra, m c dù cư ng ñ c a t trư ng này y u hơn nhi u so v i t trư ng c ñ nh nhưng vì t n s c a nó ñúng b ng t n s tu sai nên mô ment c a prôtôn s hư ng theo phương c a t trư ng xoay chi u, t c là vuông góc v i t trư ng c ñ nh. Th c t ngư i ta tác d ng t trư ng xoay chi u theo t ng xung, ñ dài c a xung ñ l n ñ t o hư ng ng liên k t c a mô men t mà máy ño có th ño ñư c. Khi t trư ng xoay chi u ng ng tác ñ ng, mô men t s tr l i phương c a t trư ng c ñ nh (xem hình 11). M t cu n dây thu tín hi u s thu l i th i gian h i ph c c mô men t c a proton tr l i phương c a t trư ng B0 sau khi ñư c khuy ch ñ i 50 – 100 l n. Theo hình 11, B0 song song v i tr c z, tín hi u h i ph c cho b i: m z = m[1 − exp( −t / T1 )] mx , y = m sin(ω0t + φ ) exp(−t / T2 ) (Phơư ng trình 5) Trong ñó th i gian h i ph c d c T1 (spin-m ng) và th i gian h i ph c ngang T2 (spin-spin), t là th i gian và φ là h ng s pha. T1 ñ c trưng cho s m t mát nhi t lư ng ra môi trư ng xung quanh và là phép ño th hi n liên k t t gi a spin và môi trư ng. H i ph c theo phương x, y tương ñ i nhanh và ñư c ñi u khi n b i s l ch liên k t pha c a proton tu sai do tương tác t gi a các proton v i nhau và v i các mô men thăng giáng trong các mô. T2 ñ c trưng cho s l ch pha c a prôtôn v i t trư ng xoay chi u. Tuy nhiên s l ch pha có th do s b t ñ ng nh t c a t trư ng nên giá tr T2 ñư c thay th b ng giá tr T2*: 1 1 ∆B0 * = +γ T2 T2 2 (Phơư ng trình 6) ∆B0 là s bi n thiên c a t trư ng c ñ nh có th do s bi n d ng ñ a phương c a t trư ng ho c do s thay ñ i c a ñ c m t .
Hình 11: C ch c a c ng h ng t h t nhân. (a) mô men t c a proton tu sai xung quanh m t t tr ng ngoài 1 T, ơ ư ư (b) m t t tr ng xoay chi u t n s b ng t n s tu sai c a mô men t tác d ng làm cho mô men t h ng theo ư ư ph ng c a t tr ng xoay chi u, (c) sau khi t t t tr ng xoay chi u mô men t h i ph c theo ph ng t tr ng 1 ơư ư ư ơư ư T. Th i gian h i ph c là tín hi u c a máy o. ñ Hình 12: Th i gian h i ph c khi có m t c a h t nanô t tính và khi không có h t nanô t tính Các giá tr T1 và T2* có th gi m ñi khi có m t c a h t nanô t tính. Các h t nanô siêu thu n t t o thành t ô xít s t ho c h p ch t ch a Gd thư ng ñư c s d ng như tác nhân làm tăng ñ tương ph n trong c ng hư ng t (hình 12). S có m t c a chúng làm nhi u lo n t trư ng ñ a phương nên làm T2 thay ñ i giá tr r t nhi u. Giá tr c a T1 cũng thay ñ i nhưng m c ñ y u hơn. D a trên ñ c tính c a t ng mô trong cơ th , tùy lo i mô mà ñ h p th h t nanô m nh hay y u. T trư ng xoay chi u tác d ng thư ng ñư c kh i ñ ng theo t xung. Các thông s quan tr ng là chu kì c a xung (th i gian gi a hai xung liên ti p) và th i gian tr (th i gian khi b t xung ñ n khi ño tín hi u). Chu kì ng n s tăng hi u ng T1, chu kì dàilàm cho các proton ñ t ñư c tr ng thái h i ph c d c hoàn toàn nên làm gi m T1. Th i gian tr ng n làm gi m T2, th i
gian tr dài làm tăng T2. Như v y ta có th thu tín hi u d a trên T1 (t i ưu hóa chu kì và gi m th i gian tr ) ho c T2 (chu kì và th i gian tr dài). Ví d , h t nanô ô xít s t ñư c bao ph dextran có tính tương h p sinh h c và có th ñư c ñào th i qua gan sau khi s d ng. Các h t nanô này ñư c phát hi n b i màng lư i n i mô c a cơ th . ð tương ph n trong nh c ng hư ng t h t nhân d a trên hi n tư ng các mô khác nhau s h p thu khác nhau. Ví d các h t nanô có ñư ng kính 30 nm có th nhanh chóng ñi vào gan và tì trong khi nh ng cơ quan khác thì ch m hơn. Như v y, m t ñ h t nanô các cơ quan là khác nhau, d n ñ n s nhi u lo n t trư ng ñ a phương cũng khác nhau làm tăng ñ tương ph n trong nh c ng hư ng t do th i gian h i ph c b thay ñ i khi ñi t mô này ñ n mô khác. Nh ng h t có kích thư c nh s có th i gian t n t i trong cơ th lâu hơn vì màng lư i n i mô nh n bi t chúng khó hơn. Các h t nanô như là m t ch t tương ph n MRI có th ñi ñ n t y xương,42 m ch máu,43 h th n kinh.44 Chú ý r ng màng lư i n i mô c a các t bào ung thư ho t ñ ng không hi u qu như các t bào kh e m nh thông thư ng. Do ñó, th i gian h i ph c c a các proton trong các t bào ung không b nh hư ng nhi u. D a trên ñi u này ngư i ta xác ñ nh ñư c các h ch b ch huy t,45 ung thư gan46 và ung thư não.47 Hình 13: nh MRI c a não chu t ñ phát hi n t bào g c c y vào trong não. Hình trên có s d ng các t bào g c ñánh d u b i các h t nanô t tính, hình d i không ư ưñ ñc ánh d u.
H t nanô t tính ñư c ch c năng hóa ñ liên k t v i m t s mô nh t ñ nh s có tác d ng ñánh d u hi u qu hơn. Hình 13 cho th y nh MRI c a não chu t ñ phát hi n t bào g c c y vào trong não. Hình trên có s d ng các t bào g c ñánh d u b i các h t nanô t tính, hình dư i không ñư c ñánh d u. ð tương ph n c a các t bào ñư c ñánh d u khác bi t h n so v i ñ tương ph n c a các t bào không ñư c ñánh d u.48 Ngoài ra ñánh d u t tính còn ñư c áp d ng ñ quan sát th hi n gen trong công ngh gen49 ho c ñ nghiên c u quá trình ch t c a t bào.50 4. M t s nghiên c u Vi t Nam Vi t Nam, vi c ch t o các h t nanô t ñã ñư c th c hi n m t vài năm trư c ñây b ng phương pháp hóa.51 Có ñi u ñ c bi t là các nghiên c u ch t o h t nanô t ñ u t p trung ñ nh hư ng vào các ng d ng trong y-sinh h c.52 Ngoài các ng d ng ñ tách t bào,53 d n thu c, ñ t nhi t t ñã nêu trên, chúng tôi còn quan tâm ñ n vi c ch t o các h t nanô t ñ tách ADN. 5. Ph l c m t s ng d ng c a h t nanô t tính B ng 1: H t nanô t tính bao b c b i các polymer t h y sinh h c Ch t mang ng d ng sinh h c Erythrocytes D n thu c Tách t bào Liposomes D n thu c Phospholipids C ñ nh enzym Albumin D n thu c Tách t bào Starch D n thu c MRI X tr Poly(lactic acid) X tr Dextran Tách t bào C ñ nh enzym MRI ð t nhi t t D n thu c Chitosan D n thu c Polyalkylcyanoacrylate D n thu c Polyethylene imine D n thu c B ng 2: H t nanô t tính bao b c b i các polymer th ư ng.54 Ch t mang ng d ng Ethyl-cellulose Thâm nh p ng m ch ñ Polymers t ng h p: Tách t bào, siêu vi, kí sinh trùng Polystyrene Polymethylmetacrylate
B ng 3: M t s lo i polymer th ư ng dùng ñ ch c n ng hóa b m t h t nanô t tính ă Lo i polymer ng d ng Polyethylene glycol T ng th i gian l u thông trong h tu n hoàn ă ư Dextran T ng th i gian l u thông trong h tu n hoàn ă ư Polyvinylpyrrolidone T ng th i gian l u thông trong h tu n hoàn ă ư Fatty acids n nh h huy n phù, cung c p nhóm carboxyl ñ Polyvinyl alcohol (PVA) Giúp h t ng nh t ñ Polyacrylic acid T ng h p sinh h c ơư Polypeptides Sinh h c t bào, d n thu c Phosphorylcholine ñn nh h huy n phù Poly (D, L- lactide) T ng h p sinh h c ơư Poly(N-isopropylacryl amide) D n thu c, tách t bào Chitosan ng d ng nhi u trong nông nghi p, d c ph m ư Gelatin T ng h p sinh h c ơư 6. Tài li u tham kh o 1 Lowenstam HA, Bull Geo. Soc. Am. (1962) 73, 435 2 Kirschvink JL., Hagadon JW, in: Biomineralization of nano and micro-structures, Bauerlein E (Ed.) Wiley-VCH, Weinheim, p. 139. 3 Blakemore R, Science 190 (1975) 377. 4 Matsunaga T, Sakaguchi T, J. Biosci. Bioeng. 90 (2000) 1. 5 I. Šafa ík, M. Šafa íková, Monatshefte für Chemie 133 (2002) 737. ř ř 6 Weiss BP, et al., Science 290 (2000) 791. 7 Matsunaga T, Tsujimura N, Kamiya S, Biotechno. Tech. 9 (1995) 355 8 Leslie-Pelecky, D.L., V. Labhasetwar, and J. Kraus, R.H., Nanobiomagnetics, in Advanced Magnetic Nanostructures, D.J. Sellmyer and R.S. Skomski, Editors. 2005, Kluwer: New York. 9 Pankhurst, Q.A., J. Connolly, S.K. Jones, and J. Dobson, J. Phys. D: Appl. Phys., 36 (2003) R167. 10 Owen C S 1983 Magnetic cell sorting Cell Separation: Methods and Selected Applications (New York: Academic) 11 Rheinlander T, Kotitz R, Weitschies W and Semmler W 2000 Magnetic fractionation of magnetic fluids J. Magn. Magn. Mater. 219 219–28 12 Moore L, Rodeiguez A, Williams P, McCloskey B, Nakamura M, Chalmers J and Zborowski M 2001 Progenitor cell isolation with a high-capacity quadrapole magnetic flow sorter J. Magn. Magn. Mater. 225 277–8. 13 Todd P, Cooper R, Doyle J, Dunn S, Vellinger J and Deuser M 2001 Multistage magnetic particle separator J. Magn. Magn. Mater. 225 294–300 14 Liberti P A, Rao C G and TerstappenLWMM2001 Optimization of ferrofluids and protocols for the enrichment of breast tumor cells in blood J. Magn. Magn. Mater. 225 301–7 15 Paul F, Melville D, Roath S and Warhurst D 1981 A bench top magnetic separator for malarial parasite concentration IEEE Trans. Magn. MAG-17 2822–4 16 Seesod N, Nopparat P, Hedrum A, Holder A, Thaithong S, Uhlen M and Lundeberg J 1997 An integrated system using immunomagnetic separation, polymerase chain reaction, and colorimetric detection for diagnosis of Plasmodium Falciparum Am. J. Tropical Med. Hygiene 56 322–8 17 Hofmann W-K, de Vos S, Komor M, Hoelzer D, Wachsman W and Koeffler H P 2002 Characterization of gene expression of CD34+ cells from normal and myelodysplastic bone marrow Blood 100 3553–60
18 Senyei A, Widder K and Czerlinski C 1978 Magnetic guidance of drug carrying microspheres J. Appl. Phys. 49 3578–83 19 Mosbach K and Schr¨oder U 1979 Preparation and application of magnetic polymers for targeting of drugs FEBS Lett. 102 112–6 20 Alexiou C, Arnold W, Klein R J, Parak F G, Hulin P, Bergemann C, Erhardt W, Wagenpfeil S and Lubbe A S 2000 Locoregional cancer treatment with magnetic drug targeting Cancer Res. 60 6641–8 21 Voltairas P A, Fotiadis D I and Michalis L K 2002 Hydrodynamics of magnetic drug targeting J. Biomech. 35 813–21 22 Mehta R V, Upadhyay R V, Charles S W and Ramchand C Nc1997 Direct binding of protein to magnetic particlescBiotechnol. Techn. 11 493–6 23 Koneracka M, Kopcansky P, Antalk M, Timko M, Ramchand C N, Lobo D, Mehta R V and Upadhyay R V 1999 Immobilization of proteins and enzymes to fine magnetic particles J. Magn. Magn. Mater. 201 427–30 24 Koneracka M, Kopcansky P, Timko M, Ramchand C N, de Sequeira A and Trevan M 2002 Direct binding procedure of proteins and enzymes to fine magnetic particles J. Mol. Catalysis B Enzymatic 18 13–8 25 Widder K J, Morris R M, Poore G A, Howard D P and Senyei A E 1983 Selective targeting of magnetic albumin microspheres containing low-dose doxorubicin—total remission in Yoshida sarcoma-bearing rats Eur. J. Cancer Clin. Oncol. 19 135–9 26 Goodwin S, Peterson C, Hob C and Bittner C 1999 Targeting and retention of magnetic targeted carriers (MTCs) enhancing intra-arterial chemotherapy J. Magn. Magn. Mater. 194 132–9 27 Goodwin S C, Bittner C A, Peterson C L and Wong G 2001 Single-dose toxicity study of hepatic intra- arterial infusion of doxorubicin coupled to a novel magnetically targeted drug carrier Toxicol. Sci. 60 177–83 28 Kubo T, Sugita T, Shimose S, Nitta Y, Ikuta Y and Murakami T 2000 Targeted delivery of anticancer drugs with intravenously administered magnetic liposomes in osteosarcoma-bearing hamsters Int. J. Oncol. 17 309–16 29 Kubo T, Sugita T, Shimose S, Nitta Y, Ikuta Y and Murakami T 2000 Targeted delivery of anticancer drugs with intravenously administered magnetic liposomes in osteosarcoma-bearing hamsters Int. J. Oncol. 17 309–16 30 Lubbe A S, Bergemann C, Huhnt W, Fricke T, Riess H, Brock J W and Huhn D 1996 Preclinical experiences with magnetic drug targeting: tolerance and efficacy Cancer Res. 56 4694–701 31 Lubbe A S, Bergemann C, Riess H, Schriever F, Reichardt P, Possinger K, Matthias M, Doerken B, Herrmann F and Guertler R 1996 Clinical experiences with magnetic drug targeting: a phase I study with 4-epidoxorubicin in 14 patients with advanced solid tumors Cancer Res. 56 4686–93 32 Hafeli U O, Sweeney S M, Beresford B A and Humm J L 1995 Effective targeting of magnetic radioactive 90Y-microspheres to tumor cells by an externally applied magnetic field. Preliminary in vitro and in vivo results Nucl. Med. Biol. 22 147 33 Hafeli U, Pauer G, Failing S and Tapolsky G 2001 Radiolabeling of magnetic particles with rhenium- 188 for cancer therapy J. Magn. Magn. Mater. 225 73–8 34 Mah C, Fraites T J, Zolotukhin I, Song S, Flotte T R, Dobson J, Batich C and Byrne B J 2002 Improved method of recombinant AAV2 delivery for systemic targeted gene therapy Mol. Therapy 6 106–12 35 Gilchrist R K, Medal R, Shorey W D, Hanselman R C, Parrott J C and Taylor C B 1957 Selective inductive heating of lymph nodes Ann. Surg. 146 596–606 36 Granov A M, Muratov O V and Frolov V F 2002 Problems in the local hyperthermia of inductively heated embolized tissues Theor. Foundations Chem. Eng. 36 63–6 37 Reilly J P 1992 Principles of nerve and heart excitation by time-varying magnetic fields Ann. New York Acad. Sci. 649 96–117
38 Rosensweig R E 2002 Heating magnetic fluid with alternating magnetic field J. Magn. Magn. Mater. 252 370–4 39 Debye P 1929 Polar Molecules (New York: The Chemical Catalog Company) 40 Jordan A, Wust P, Fahling H, Johns W, Hinz A and Felix R 1993 Inductive heating of ferrimagnetic particles and magnetic fluids: physical evaluation of their potential for hyperthermia Int. J. Hyperthermia 9 51–68 41 Hergt R, Andra W, d’Ambly C, Hilger I, Kaiser W, Richter U and Schmidt H 1998 Physical limits of hyperthermia using magnetite fine particles IEEE Trans. Magn. 34 3745–54 42 Weissleder R, Elizondo G, Wittenburg J, Rabito C A, Bengele H H and Josephson L 1990 Ultrasmall superparamagnetic iron oxide: characterization of a new class of contrast agents for MR imaging Radiol. 175 489–93 43 Wacker F K, Reither K, Ebert W, Wendt M, Lewin J S and Wolf K J 2003 MR image-guided endovascular procedures with the ultrasmall superparamagnetic iron oxide SHU555C as an intravascular contrast agent: study in pigs Radiology 226 459–64 44 Dosset V, Gomez C, Petry K G, Delalande C and Caille J-M 1999 Dose and scanning delay using USPIO for central nervous system macrophage imaging Magn. Res. Mater. Phys., Biol. Med. 8 185–9 45 Michel S C A, Keller T M, Frohlich J M, Fink D, Caduff R, Seifert B, Marincek B and Kubik-Huch R A 2002 Preoperative breast cancer staging: MR imaging of the axilla with ultrasmall superparamagnetic iron oxide enhancement Radiology 225 527–36 46 Semelka R C and Helmberger T K G 2001 Contrast agents for MR imaging of the liver Radiology 218 27–38 47 Enochs W S, Harsh G, Hochberg F and Weissleder R 1999 Improved delineation of human brain tumors on MR images using a long-circulating, superparamagnetic iron oxide agent J. Magn. Res. Imag. 9 228–32 48 Stroh A, Faber C, Neuberger T, Lorenz P, Sieland K, Jakob PM, Webb A, Pilgrimm H, Schober R, Pohl EE, Zimmer C., Neuroimage. 2005 24, 635-45. 49 Weissleder R, Moore A, Mahmood U, Bhorade R, Benveniste H, Chiocca E A and Basilion J P 2000 In vivo magnetic resonance imaging of transgene expression Nature Med. 6 351–4 50 Zhao M, Beauregard D, Loizou L, Davletov B and Brindle K 2001 Non-invasive detection of apoptosis using magnetic resonance imaging and a targeted contrast agent Nature Med. 7 1241–4 51 N. H. Hai, N. D. Phu, N. H. Luong, N. Chau, H. D. Chinh, L. H. Hoang and D. L. Leslie-Pelecky, Mechanism for Sustainable Magnetic Nanoparticles under Ambient Conditions, J. Korean Phys. Soc., 52 (2008) 1327-1331. 52 N. T. Khuat, V. A. T. Nguyen, T.-N. Phan, C. V. Thach, N. H. Hai and N. Chau, Extension of the Inhibitory Effect of Chloramphenicol on Bacteria by Incorporating It into Fe3O4 Magnetic Nanoparticles, J. Korean Phys. Soc., 52 (2008) 1323-1326. 53 C. V. Thach, N. H. Hai and N. Chau, Size Controlled Magnetite Nanoparticles and Their Drug Loading Ability, J. Korean Phys. Soc., 52 (2008) 1332-1335. 54 Ajay Kumar Gupta, Mona Gupta, Biomaterials 26 (2005) 3995–4021