Магнитные наночастицы в биологических носителях впервые охарактеризованы индивидуально

Междисциплинарная исследовательская группа из Universidad del País Vasco (Испания) изучает магнитотактические бактерии, которые формируют внутри своих клеток магнитные наночастицы оксида железа диаметром около 50 нанометров. Эти частицы выстраиваются в цепочку. Учёные рассматривают идею использования таких "магнитных бактерий" в качестве агентов для магнитной гипертермии при лечении рака: направленные к опухоли, наноструктуры будут нагреваться внешними полями, чтобы уничтожить раковые клетки.

Для успеха таких приложений критически важны магнитные свойства индивидуальных наномагнитов. Однако сигналы от этих сверхмалых структур очень слабы, и до сих пор приходилось усреднять данные по тысячам частиц.

Новый метод: магнитная анизотропия для каждой частицы

Испанский физик Лурдес Маркано разработала новый метод. "Теперь мы можем получать точную информацию о магнитных свойствах нескольких индивидуальных наномагнитов одновременно", — говорит она.

Метод позволяет измерять магнитные свойства отдельных магнитных наноструктур, даже когда они находятся внутри биологических объектов. Магнитная визуализация на просвечивающем рентгеновском микроскопе MAXYMUS на синхротроне BESSY II в сочетании с теоретическим моделированием даёт информацию о магнитной анизотропии каждой отдельной наночастицы в поле зрения микроскопа. Метод был подтверждён определением магнитной анизотропии магнитных наночастиц внутри бактерии. Магнитная анизотропия — ключевой параметр для управления наночастицами, так как описывает, как частица реагирует на внешние магнитные поля, приложенные в произвольном направлении.

Будущее метода

"В настоящее время магнитная визуализация наночастиц внутри биологической клетки с достаточным пространственным разрешением требует использования рентгеновских микроскопов на крупных исследовательских установках, таких как BESSY II, которые обеспечивают достаточно интенсивное излучение. Однако в будущем, с развитием компактных плазменных рентгеновских источников, этот метод может стать стандартной лабораторной методикой", — говорит Серхио Валенсия.

Исследование опубликовано в журнале ACS Nano.