SYSTEM DO POMIARU ZESPOLONEJ PODATNOŚCI MAGNETYCZNEJ NANOCZĄSTEK Z WYKONANYM W TECHNOLOGII DRUKU 3D KARKASEM ZINTEGROWANYCH CEWEK ODBIORCZYCH
Mateusz Midura
mmidura@ire.pw.edu.plPolitechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-2449-0652
Przemysław Wróblewski
Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-6713-9088
Damian Wanta
Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-1596-6524
Grzegorz Domański
Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-0204-2322
Mateusz Stosio
Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-7488-1969
Jacek Kryszyn
Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-0042-0473
Waldemar T. Smolik
Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-1524-5049
Abstrakt
Artykuł dotyczy badań właściwości nanocząstek superparamagnetycznych typu rdzeń-powłoka w kontekście wykorzystania ich w medycynie do diagnostyki jak i terapii. W artykule przedstawiono układ do spektroskopii impedancyjnej (AC) nanocząstek z nowym układem cewek odbiorczych. Istotną modyfikacją była pozycja cewki referencyjnej względem cewek odbiorczych jak również sposób nawijania i prowadzenia przewodów na karkasie. W realizacji układu cewek pomiarowych wykorzystana została technika druku 3D. Celem pracy była eksperymentalna weryfikacja opracowanego układu pomiarowego i analiza jego własności. Testy układu zostały przeprowadzone dla niskich częstotliwości w zakresie od 2 do 50 kHz. Pomiary zespolonej podatności magnetycznej dokonano dla nanocząstek superparamagnetycznych tlenku żelaza w otoczkach polimerowych w roztworze soli fizjologicznej. Uzyskane wyniki potwierdziły poprawność koncepcji realizacji pomiarów. W podsumowaniu omówiono zaobserwowane własności zrealizowanego układu i zaproponowano dalsze kierunki jego rozwoju.
Słowa kluczowe:
nanocząstki superparamagnetyczne, spektroskopia cząstek magnetycznych, podatność magnetyczna, hipertermiaBibliografia
Bogren S. et al.: Classification of Magnetic Nanoparticle Systems–Synthesis, Standardization and Analysis Methods in the NanoMag Project. International Journal of Molecular Sciences 16(9)/2015, 20308–20325 [http://doi.org/10.3390/ijms160920308].
DOI: https://doi.org/10.3390/ijms160920308
Google Scholar
Graeser M. et al.: Analog receive signal processing for magnetic particle imaging. Med. Phys. 40(4)/2013, 042303 [http://doi.org/10.1118/1.4794482].
DOI: https://doi.org/10.1118/1.4794482
Google Scholar
Harabech M. et al.: The Effect of the Magnetic Nanoparticle’s Size Dependence of the Relaxation Time Constant on the Specific Loss Power of Magnetic Nanoparticle Hyperthermia. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 426/2017, 206–210 [http://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.11.079].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.11.079
Google Scholar
Hergt R. et al.: Magnetic Particle Hyperthermia: Nanoparticle Magnetism and Materials Development for Cancer Therapy. Journal of Physics Condensed Matter 18(38)/2006, S2919 [http://doi.org/10.1088/0953-8984/18/38/S26].
DOI: https://doi.org/10.1088/0953-8984/18/38/S26
Google Scholar
Kishore K., Akbar S. A.: Evolution of Lock-In Amplifier as Portable Sensor Interface Platform: A Review. IEEE Sensors Journal 20(18)/2020, 10345–10354 [http://doi.org/10.1109/JSEN.2020.2993309].
DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2020.2993309
Google Scholar
Ludwig F. et al.: Analysis of AC Susceptibility Spectra for the Characterization of Magnetic Nanoparticles. IEEE Transactions on Magnetics 53(11)/2017, 10–13 [http://doi.org/10.1109/TMAG.2017.2693420].
DOI: https://doi.org/10.1109/TMAG.2017.2693420
Google Scholar
Mahdavi Z. et al.: Core-Shell Nanoparticles Used in Drug Delivery-Microfluidics: A Review. RSC Advances 10(31)/2020, 18280–18295 [http://doi.org/10.1039/d0ra01032d].
DOI: https://doi.org/10.1039/D0RA01032D
Google Scholar
Maity D., Ganeshlenin K.: Superparamagnetic Nanoparticles for Cancer Hyperthermia Treatment. Nanotechnology Characterization Tools for Tissue Engineering and Medical Therapy, Springer Berlin Heidelberg, 2019, 299–332 [http://doi.org/10.1007/978-3-662-59596-1_7].
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-59596-1_7
Google Scholar
Reeves D. B., Weaver J. B.: Magnetic Nanoparticle Sensing: Decoupling the Magnetization from the Excitation Field. Journal of Physics D: Applied Physics 47(4)/2013, 45002 [http://doi.org/10.1088/0022-3727/47/4/045002].
DOI: https://doi.org/10.1088/0022-3727/47/4/045002
Google Scholar
Sandler S. E. et al.: Best Practices for Characterization of Magnetic Nanoparticles for Biomedical Applications. Analytical Chemistry 91(22)/2019, 14159–14169 [http://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b03518].
DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b03518
Google Scholar
Šouc J. et al.: Calibration Free Method for Measurement of the AC Magnetization Loss. Superconductor Science and Technology 18(5)/2005, 592–595 [http://doi.org/10.1088/0953-2048/18/5/003].
DOI: https://doi.org/10.1088/0953-2048/18/5/003
Google Scholar
Suhaimi N. S. et al.: A Resonant Type AC Magnetometer for Evaluation of Magnetic Nanoparticles. Hassan M. (eds) Intelligent Manufacturing & Mechatronics. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Singapore 2018 [http://doi.org/10.1007/978-981-10-8788-2_9].
DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-10-8788-2_9
Google Scholar
Sun Y. et al.: An Improved Method for Estimating Core Size Distributions of Magnetic Nanoparticles via Magnetization Harmonics. Nanomaterials 10(9)/2020, 1–12 [http://doi.org/10.3390/nano10091623].
DOI: https://doi.org/10.3390/nano10091623
Google Scholar
Valentini M. et al.: Diffusion NMR Spectroscopy for the Characterization of the Size and Interactions of Colloidal Matter: The Case of Vesicles and Nanoparticles. Journal of the American Chemical Society 126(7)/2004, 2142–2147 [http://doi.org/10.1021/ja037247r].
DOI: https://doi.org/10.1021/ja037247r
Google Scholar
Vallejo-Fernandez G. et al.: Mechanisms of Hyperthermia in Magnetic Nanoparticles. Journal of Physics D: Applied Physics 46(31)/2013 [http://doi.org/10.1088/0022-3727/46/31/312001].
DOI: https://doi.org/10.1088/0022-3727/46/31/312001
Google Scholar
Van De Loosdrecht M. M. et al.: A Novel Characterization Technique for Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles: The Superparamagnetic Quantifier, Compared with Magnetic Particle Spectroscopy. Review of Scientific Instruments 90(2)/2019 [http://doi.org/10.1063/1.5039150].
DOI: https://doi.org/10.1063/1.5039150
Google Scholar
Wróblewski P., Smolik W.: Coil design with litze wire for magnetic particle spectrometry. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska 7(1)/2017, 150–153 [http://doi.org/10.5604/01.3001.0010.4605].
DOI: https://doi.org/10.5604/01.3001.0010.4605
Google Scholar
Wu K. et al.: Magnetic Particle Spectroscopy: A Short Review of Applications Using Magnetic Nanoparticles. ACS Applied Nano Materials 3(6)/2020, 4972–89 [http://doi.org/10.1021/acsanm.0c00890].
DOI: https://doi.org/10.1021/acsanm.0c00890
Google Scholar
Yang T. Q. et al.: Detection of Magnetic Nanoparticles with Ac Susceptibility Measurement. Physica C: Superconductivity and Its Applications 412–414/2004, 1496–1500 [http://doi.org/10.1016/j.physc.2004.01.146].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.physc.2004.01.146
Google Scholar
Quantum Design, MPMS Application Note 1070-207: Using PPMS Superconducting Magnets at Low Fields 2009.
Google Scholar
Autorzy
Mateusz Midurammidura@ire.pw.edu.pl
Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Polska
https://orcid.org/0000-0002-2449-0652
Autorzy
Przemysław WróblewskiPolitechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Polska
https://orcid.org/0000-0002-6713-9088
Autorzy
Damian WantaPolitechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Polska
https://orcid.org/0000-0002-1596-6524
Autorzy
Grzegorz DomańskiPolitechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Polska
https://orcid.org/0000-0002-0204-2322
Autorzy
Mateusz StosioPolitechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Polska
https://orcid.org/0000-0002-7488-1969
Autorzy
Jacek KryszynPolitechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Polska
https://orcid.org/0000-0002-0042-0473
Autorzy
Waldemar T. SmolikPolitechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Polska
https://orcid.org/0000-0002-1524-5049
Statystyki
Abstract views: 310PDF downloads: 248
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Inne teksty tego samego autora
- Grzegorz Domański, Roman Szabatin, Piotr Brzeski, Bogumił Konarzewski, DETEKTOR IGŁOWY PROMIENIOWANIA X I GAMMA , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 7 Nr 1 (2017)
