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选择适当的磁性纳米粒子超高温

少管所*HimashriD

Beinstein理科学院物理系

对应作者
少管所
物理系
宾斯坦科学院
Jalukbari,Gouwaati,Assam,印度
电话:
0985405561
电子邮件:
hirakjyot5658@gmail.com

接收日期 :24/03/2017;接受日期:31/08/2017发布日期:06/09/2017

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抽象性

因不成熟细胞、低流率、高密度和肿瘤内缺氧环境,实验发现42摄氏度至46摄氏度不等的肿瘤细胞减容514化疗和辐射效率提高近些年来,由于纳米技术领域的开发,磁纳米粒子高温作为一种有希望的新肿瘤理疗法得到了深入研究,因为当场交替磁场显示显著加热效果要实现高效安全操作超热条件,有必要研究或调查电磁损耗模型或磁损过程在堆积纳米粒子中占主导地位的细节多热损耗过程由MNP生成磁性材料首次实验于1957年由Gilchrist承载由各种组织样本加热 并使用各种大小的Q-Fe2O3自那以来,不同的人在不同纳米粒子上做了无数理论实验工作。并计取细胞机制显示,低频应用磁场磁集和高频应用磁场Feco是高温使用最优磁粒

关键字

磁纳米粒子、纳米粒子、松散时间、临界大小、阻塞温度

导 言

无法用药治病者可用外科手术治病无法通过外科治愈者可以通过热治无法用热治病者可能是不可治愈的'Hippocrates-470-377公元前

一般来说,肿瘤是细胞集群,细胞在身体中不受控制地生长与健康细胞相比,这些癌症细胞对温度敏感度42-46摄氏度一号..数十年来对肿瘤学进行了不同的理论实验研究,通过提高癌症细胞温度杀癌细胞。传统肿瘤或癌症治疗所涉及的主要问题是,这种方法还损害癌症细胞的健康组织。并在此过程使用强效毒药 给我们身体带来不必要的副作用纳米技术开发提供磁纳米粒子超热是癌症治疗中最有希望方法之一,通过局部取暖解决以上问题磁纳米粒子超热作用可忽略不计

磁纳米粒子超高温时,MNP使用稳态磁场注入肿瘤现场,或非侵入性应用或外科应用肿瘤现场MNP存储后,交替磁场应用最长40-50分交替磁粒子吸收 这些粒子退出高能粒子超能像热向周界消散因为在肿瘤低流率下,高密度条件存在,因此这有助于肿瘤内局部加热健康组织不受此处理

不同机制参与MNP加热过程并交替磁场依赖加热能力对MNPs规模来说使过程更有趣和理论性1957年Gilchrist首次实验投放磁质高温应用2..热采各种组织大小不等的Q-Fe2O3粒子接触1.2Mz磁场在那之后,许多其他理论和实验工作都与不同的MNP一起完成。在此新手中,我们也计及细胞吸收机制 并理论显示磁铁和Feco 将是最优超热处理纳米粒子

理论背景

MNP受交替磁场转换成热源磁质可产生热分交替磁场的三种不同机制这些都是

开工生成磁粒子中的edi流

二叉Hysteres损耗多域MNPs

3级松散损耗单域MNP

磁粒变小至纳米范围后热量增减并生成热电流 高频交替磁场高频场Eddy流也在正常组织中产生热引起重症侧 病人现代磁纳米粒子超热电流损耗不计

磁材料歇斯底里循环特征主要是三大典型依赖物参数:饱和磁化MS、残留磁化MR和强制HC所有这些参数对纳米粒子热输出很重要,对不同的粒子类型可能大相径庭

受交替磁场影响的单位质量磁素消散电量常被称为磁高温具体吸附率字段放大H表示为3

SARH0H#HC级

方程

BR剩余通量密度

磁纳米粒子中最独特的事物之一是强制值在很大程度上取决于粒子大小开始粒子向纳米级下降并强制增加,但以纳米粒子特定大小强制实现最大值后随粒子进一步下降而急剧下降大小依存粒度D可表示为3

方程

哪里D1常量sAR值强依赖HC,因此SAR值随纳米粒子大小变化微小粒子歇斯底里对热散射的贡献非常小12

以纳米级测距损耗为主的是MNP热生成过程另外两个机制

松散损失

磁域存在于磁素样本中,并用域墙隔开因旋转轨道电流生成磁异性单片系统磁异性负责旋转向特定方向原子轨道有非球形,因此它们试图对齐特定方向,即简单方向需要能源旋转磁离易方向所需能量称为异步能一般来说,粒子反异性能表示法E级=KV2罪恶感θK为异步常数(它包括所有源异步常数),V(=r3)为粒子体积,++++角介于粒子磁化和粒子4、13、14易磁化轴间高阶条件可能被忽略从上方程可以看出,异步能直接依赖粒子大小和异步常数固定异步常量K随粒子r下降,异步能E也下降以纳米尺度大小,粒子偏爱只有一个磁域并称单域NP以极小尺寸变小 异步能比热能小方程kb为博尔兹曼常量因此,在没有外部磁场的情况下,粒子磁场开始在所有可能的方向自由旋转,最终实现零网磁化粒子向导固定化时,如果磁点翻转启动时,则时空松动时称为Neel松动时间方程由2 1314提供

方程

去哪儿方程.

流质介质粘度+++2外,由粒子旋转产生二次松动机制常被称为Brown松动和特征松动时间2

方程

方程水力有效体积不同于几何体积包括ligand层流体运动体积可写为:2

方程

D直径MNP和Ligand层厚度

粒子会主动选择最易方式反磁化表示反转过程 松动时间较小内尔松动速度比布朗松动速度快,因为粒子量指数依存有效松动时间方程可定义为:

方程

阻塞温度

想象单超单磁性纳米粒子磁化时间测量方程.if方程纳米粒子磁化测量期间翻转数倍,测量磁化平均为0if方程磁化测量期间不会翻转,因此测量磁化将即时磁化上例中纳米粒子似乎处于超磁态中,后例中则似乎处于初始状态中“阻塞状态”。纳米粒子状态取决于测量时间超级Para磁性转换和阻塞状态转换方程.数项实验中测量时间保持恒定,温度则变化多端,因此超Par磁度和阻塞状态之间的转换被视为温度函数温度被称为阻塞温度

方程

电源消散

内能磁系统非对称过程3-6万事通

方程

功率消散二单元 因磁场频f7万事通

P级=Uf

体积功率消散磁纳米粒子8万事通

方程

去哪儿华府0可渗透性自由空间方程虚构易感性

方程并定义为8-10万事通

方程

去哪儿

方程

where+方程angevin参数和初始易感性

方程

M级D级V级M级域和饱和磁化

从上方方程看流体介质中MNP丢失热量时,接触Ace场不仅取决于应用磁场的放大率和频率,还取决于MNP物理和磁性以及载体流量参数[11-13..

细胞吸收

高温散热是一个细胞间过程高效高温高细胞摄取纳米粒子非常必要泛型细胞膜覆盖受体粒子接近受体时有选择地绑定粒子结果释放出化学能 等于L级b/ε.Lb是数受体 隔膜绑定粒子ε化学能释放给每个绑定受体使用化学能量受体拉纳米粒子向膜内向细胞间隔间14..计及所有机制 实现细胞吸收过程计算出 有临界大小 细胞吸收粒子最大值 等于1

方程

去哪儿方程弯曲模数膜和A区纳米粒子小于此大小细胞吸收微小体积增长超过临界值细胞吸收量随体积下降线性下降

分析

高温中我们需要高热散失纳粒子从图1我们看到多纳米粒子最大热散上下此大小热散值快速下降从此我们可以得出结论 纳米粒子大小分布小 高效高温处理各种粒子Feco高热散15..

pure-applied-physics-profile-magnetic-nanoparticle

图1电容分布图与磁纳米粒子大小变化

不同粒子最大散热临界粒子如下:

素材类 Qmax(w/m)3) 临界大小
FePt 4.5x105 5
费市 7.9x105 8
Feco网络 8.2x105 27.5
费市3O级4 2.1x105 13.5
Q-Fe2O级3 2x105 19号

使用磁铁数据,我们绘制热散剖面图,粒子大小变化,常场振荡应用磁场不同频率图2)[16..

pure-applied-physics-profile-different-frequency

图2变换磁场频度不同时磁纳米粒子大小变化分解电量剖分解

磁铁用同方程绘制散热剖面图,粒子大小变异以恒定频场不同振荡17,18号..观察图显示,当量场放大热分解时,热分解量也急剧上升。粒子临界大小不随字段变化异于ac频域变化图3)

pure-applied-physics-profile-different-amplitude

图3电容分布图与磁性纳米粒子大小变化

结果

图2电流消散增加 磁场频率增加从剖面判断的另一点是 临界大小最大散位移位剖面显示临界大小变化与字段频度变化图4.

pure-applied-physics-profile-critical-size

图4临界大小剖面值最大散位变化图2.

正如我们已经讨论过的那样,高温只有在细胞高摄取时才有效从细胞摄取机制中我们知道细胞摄取最大值 粒子19Nm1临界值从上图中我们看到磁铁最大散热值为临界值18.8纳米100khz频率应用磁场从这两点中我们可以推断磁铁是一种高效纳米粒子超热

细胞摄取对范围19-25Nm-1最优值,因此Feco也可以用作高频应用磁场高温MNPFeco高热消散值范围22-28nm

FePt和Fe高热消散,但由于细胞吸收率低,不考虑高效高温

这是一项有趣的挑战任务,未来研究可提高生物效果和粒子特定吸收率,以便实现高效安全磁粒高温

我确认这项工作原创性,没有在别处出版,目前也未考虑在别处出版。

无利益冲突披露

引用