Facile synthesis of zinc ferrite nanoparticles as non-lanthanide T1 MRI contrast agents

Abstract

Monodisperse ZnFe 2 O 4 nanoparticles were synthesized using a simple and low-cost polyol process based on thermal decomposition of the precursors of Fe(acac) 3 and Zn(acac) 2 in triethylene glycol without any surfactant. The as-prepared ZnFe 2 O 4 nanoparticles are highly crystalline, uniform in size, superparamagnetic and can be easily dispersed in aqueous media due to being coated by a layer of hydrophilic polyol ligands in situ. Magnetic study shown that the ZnFe 2 O 4 nanoparticles had a low magnetic anisotropy and low magnetic moment compared to the conventional Fe 3 O 4 nanoparticles. As a result, the as-prepared ZnFe 2 O 4 nanoparticles provide an optimized r 2 /r 1 ratio for T 1 -weighted magnetic resonance imaging (MRI) in the clinical field strength. A preliminary in vitro cytotoxicity test suggests that the zinc ferrite nanoparticles possess a good safety profile. Therefore, the as-prepared ZnFe 2 O 4 nanoparticles have great potential to serve as a novel non-lanthanide T 1 MRI contrast agent.

Structural characterization and magnetic properties of sol–gel derived Zn x Fe 3–x O 4 nanoparticles

“…A preliminary in vitro cytotoxicity test suggests that the zinc ferrite nanoparticles possess a good safety profile [8]. For example, the Food and Drug Administration has set the reference daily intake doses for Zn at 15 mg/day, respectively, which is much higher than the Mn value (2 mg/day) [9].…”

Solvothermal synthesis of MnFe2O4 nanoparticles: The role of polymer coating on morphology and magnetic properties

“…3as a reference) presents three major bands (around 1460-1352-1250 cm -1 ) while NPs powders have a different intensity profile in this region. The broad band centered at 3380 cm -1 and the bands around 1650-1600 cm -1 are due to the bending and the stretching of O-H groups of polyols and residual H 2 O, respectively[16]. The bands around 627 cm -1 and 560 cm -1 , which are not present in T0, can be associated to the Fe-O stretching mode with the metal in tetrahedral and octahedral sites, respectively, which is a common feature of spinel ferrites[17].…”

Synthesis and magnetic characterization of crystalline particles of (Fe1-xZnx)Fe2O4 solid solution

“…Серед таких матеріалів значний інтерес являють магнітні монокристалічні наночастинки як перспективні кандидати на застосування в нанопристроях. Характерна високодисперсна структура відкриває нові можливості в різних областях застосування, наприклад, у виявленні газів [1], матеріалу адсорбента для десульфуризації гарячого газу [2], медико-біологічних [3][4][5][6], таких як поділ біомолекул, цілеспрямована доставка ліків, контрастний агент для магніторезонансної терапії, речовини для проведення магнітної гіпертермії [7], а також у системах зберігання і доставки інформації [8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19]. На практиці з цією метою часто використовують частинки магнетиту [3], металічного нікелю [20], феритів кобальту і цинку [20][21].…”

“…В елементарній комірці розміром ~8.5 Å 8 іонів металу займають позиції 8(а) в центрі тетраедрів, 16 Наночастинки твердих розчинів (Fe 1-x Zn x )Fe 2 O 4 (х = 0 ÷ 1) отримують з використанням різних методів, таких як співосадження [34,35], золь-гель [36], твердофазних реакцій [37,38], горіння за допомогою сечовини-відновника [39,40], гідротермального [41], ультразвуко-вого термічного [42], високоенергетичного кульового млина [43], плазмохімічного [44] та твердофазного хімічного [45] синтезу, а також мікрохвильового згоряння [46]. Що до медико-біологічного використання, то в [47] 4 )OH (≥ 96 %), NaCl (≥ 99.5 %). Для обмеження процесу коагуляції частинок при синтезі використовували хлорид натрію як індиферентний диспергант.…”