認(rèn)識磁性粒子運(yùn)動背后的基本過程

Meenesh說：“通過使用我們的模型，醫(yī)生和研究人員將能夠更好地設(shè)計(jì)磁性納米顆粒，以遞送藥物或其他分子，并且做得更準(zhǔn)確。" “該模型還可以預(yù)測帶電磁性粒子在各種應(yīng)用中的運(yùn)動，包括地球磁層中帶電粒子的偏轉(zhuǎn)。"

磁性粒子通過磁場時(shí)的運(yùn)動稱為磁致變質(zhì)。到目前為止，對影響這些粒子及其運(yùn)動的因素知之甚少。現(xiàn)在，伊利諾伊州芝加哥大學(xué)的研究人員描述了一些基本過程，這些過程與磁性粒子在磁場作用下流過流體時(shí)的運(yùn)動有關(guān)。

他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。

了解有關(guān)磁性粒子通過磁場的運(yùn)動的更多信息，包括藥物輸送，生物傳感器，分子成像和催化。例如，載有藥物的磁性納米粒子在使用磁鐵注入血液或腦脊液后，可以遞送到體內(nèi)的離散點(diǎn)。目前，該過程已用于某些形式的化學(xué)療法中以治療癌癥。

UIC助理教授Meenesh Singh說：“我們需要更多地了解磁性粒子如何運(yùn)動，以便更好地預(yù)測它們運(yùn)動的速度，有多少能達(dá)到目標(biāo)，以及何時(shí)以及哪些因素會影響它們在各種流體中的行為。"工程學(xué)院化學(xué)工程系教授，論文的通訊作者。

Meenesh及其同事發(fā)現(xiàn)，四個(gè)主要因素會影響磁性粒子的運(yùn)動：粒子的磁性和它們所移動的溶液之間的差異，磁場的梯度，粒子之間的磁性相互作用或它們粘附在一起的程度以及粒子上的電荷與磁場的相互作用。

“我們可以利用這一新知識來提高磁性納米粒子到達(dá)中樞神經(jīng)系統(tǒng)中所需靶組織的特異性，" UIC工程學(xué)院生物工程教授，論文的第一作者安德里亞斯·林寧格說。

基于這些發(fā)現(xiàn)，研究人員創(chuàng)建了包括所有這些因素的數(shù)學(xué)公式。他們使用實(shí)際數(shù)據(jù)填充了模型，并能夠準(zhǔn)確預(yù)測實(shí)際系統(tǒng)中粒子的速度和位置。