Magnetic resonance imaging (MRI) har framträtt som ett av de mest kraftfulla kliniska bildverktygen på grund av dess fantastiska rumsliga upplösning och mjukvävnadskontrast, särskilt vid användning av kontrastmedel. I European Journal of Anorganic Chemistry , forskare har presenterat en ny typ av kontrastmedel för nanopartiklar som kombinerar två klasser av kontrastmedel - järnoxid och sällsynta jordartsmetaller - till en kemisk förening. Dessa sällsynta jordartsoferritter erhölls i en sol-gelprocess följt av autokombustion.

Under en MR -skanning, patienten skjuts in i ett "rör" där det finns ett starkt magnetfält. Detta styr kärnvridningen av väteatomerna i vattenmolekylerna i patientens vävnader. När ett växlande magnetfält överlagras, det "skjuter" några av snurrarna ur den föredragna orienteringen så att de synkront "snurrar". När det alternativa fältet har stängts av, snurrarna återgår till sin önskade orientering och förlorar sin synkronicitet. Den tid det tar för dessa två processer, kallad T1 och T2 avkopplingstider, kan observeras separat. Dessa tider beror på snurrmiljön, möjliggör differentiering mellan vävnader med olika egenskaper, såsom tumörer.

Kontrasten mellan normala och sjuka vävnader kan förbättras dramatiskt genom användning av kontrastmedel, som påverkar magnetfältet. Paramagnetiska föreningar av sällsynta jordartsmetaller som gadolinium (Gd) förkortar T1-avslappningstider; medan superparamagnetiska järnoxidbaserade nanopartiklar fungerar som T2-förkortningsmedel. Det finns ett stort intresse för att utveckla nya nanopartikelbaserade kontrastmedel med förbättrade T1-T2 bimodala avslappningsegenskaper. Kärnskalskalpartiklar och nanopartiklar av järnoxid med inbäddade Gd2O3-kluster är sådana medel.

Nanopartiklar gjorda av järn och sällsynta jordartsmetalljoner sammankopplade till enstaka kemiska föreningar, känd som orthoferrites av sällsynta jordarter, erbjuda ett lovande alternativ. Ändå är syntesen av de specifika ortoferritfaserna mycket utmanande, eftersom oönskade faser med olika kompositioner kan samexistera. Forskare från universiteten i Aveiro och Coimbra (Portugal), och av CNRS, Université Bordeaux (Pessac, Frankrike) har nu utvecklat ett nytt tillvägagångssätt för att förbereda monofasiska nanosiserade ortoferriter LnFeO3 (Ln =europium, terbium, och gadolinium).

Metoden är baserad på en sol-gel / automatisk förbränningsmetod:Prekursorerna löses i salpetersyra / citronsyra och denna "sol" upphettas till 200 ° C för att ge en porös torr "gel". Gelen behandlas med en låga tills den brinner helt till ett löst pulver (autokombustion). Den värms och males sedan två gånger och kalcineras slutligen vid 800 ° C. Pulvren karakteriserades som önskade ortoferriter, uppvisar en kristallstruktur av perovskit-typ. Deras magnetiska beteende visade sig bero på bidraget från två magnetiska undergaller:ett antiferromagnetiskt järnoxidgitter med snurren kopplade genom en Fe ³⁺ -O ₂ –Fe ³⁺ superutbytesmekanism, och ett paramagnetiskt bidrag från icke -kopplad Ln ³⁺ joner. I vattenhaltiga dispersioner, ingen signifikant urlakning av Ln ³⁺ joner observerades. Detta minimerar deras toxicitet. Odlade Hela -celler internaliserade nanopartiklarna snabbt. Ingen cytotoxicitet observerades.

Teamen som leds av Marie-Hélène Delville och Carlos F.G.C. Geraldes förväntar sig att dessa egenskaper markerar deras ortoferriter som potentiellt användbara T2-vägda MR-kontrastmedel för ytterligare biomedicinska tillämpningar.