一个低成本的桌面LOD-EPR系统用于组织中氧化铁纳米颗粒的非破坏性量化
Saurin Kantesaria1,2, Xueyan Tang1, Steven Suddarth1
1Center for Magnetic Resonance Research and Department of Radiology, University of Minnesota, Minneapolis, Minnesota 55455, United States.
ACS sensors
|January 8, 2024
概括
一个新的低成本纵向检测电子磁共振 (LOD-EPR) 系统准确量化组织中的氧化铁纳米粒子 (IONPs). 这种非侵入性方法对于推进IONP应用,特别是冷保存至关重要.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 纳米技术 纳米技术
- 医疗成像医学成像
背景情况:
- 氧化铁纳米颗粒 (IONPs) 在药物输送和组织冷保存中至关重要.
- 由于聚集和分布不均,在组织中准确,非侵入性地量化IONPs是具有挑战性的.
- 现有的方法缺乏低成本,非破坏性的选择来追踪各种度的IONP.
研究的目的:
- 开发和评估一个低成本的桌面纵向检测电子磁共振 (LOD-EPR) 系统.
- 为了使生物组织中IONP的非侵入性量化,特别是用于冷保存应用.
- 为了比较LOD-EPR与传统NMR放松计的性能,用于IONP量化.
主要方法:
- 设计了一个低成本的LOD-EPR系统,使用同步的MHz连续波横向激发和kHz调制.
- 检测发生在几何和频率隔离的调制频率上.
- 通过比较LOD-EPR与溶液中的NMR放松计 (R1) 和大鼠部份来评估IONP量化准确性.
主要成果:
- LOD-EPR在溶液中的各种IONP涂层中证明了与铁 (Fe) 度的优异线性 (R2 > 0.99).
- 虽然NMR R1显示冷保护剂的线性减少,组织的相关性较差 (R2 = 0.3487),但LOD-EPR保持了强的线性 (R2 = 0.8276).
- 与NMR R1相比,LOD-EPR信号强度受到粒子涂层,粘度和聚合的影响较小.
结论:
- 开发的低成本LOD-EPR系统提供了组织中IONP的准确和非侵入性量化.
- 在复杂的生物环境中,LOD-EPR克服了NMR放松计的局限性,例如冷保护剂和组织.
- 这项技术可以加速IONP应用的临床翻译,特别是在冷保存和再加热方面.
