【摘要】 使用超导量子干涉装置磁力计、振动样品磁力计和穆斯堡尔谱仪研究了 MgZn 和 CuZn 铁氧体的磁性能。

对 Mg1−xZnxFe2O4 和 Cu1−xZnxFe2O4 铁氧体进行了全面的结构、磁性和毒性研究，计划将其用作磁共振成像测温的造影剂。

 

通过标准陶瓷技术制备样品。使用 X 射线衍射系统研究了它们的结构特性，并使用 Rietveld 方法分析数据，使我们能够确定阳离子分布[1-3]。

 

使用超导量子干涉装置磁力计、振动样品磁力计和穆斯堡尔谱仪研究了 MgZn 和 CuZn 铁氧体的磁性能。磁力测量结果与 XRD 结果互相关，并与穆斯堡尔谱确定的磁性能进行比较，使我们能够了解所研究的铁氧体的磁结构。

 

温度依赖性磁性测量被用来指导选择最适合人体温度附近 MRI 测温的 MgZn 和 CuZn 铁氧体成分。

 

炎症研究表明，从毒理学角度来看，MgZn 铁氧体更适合 MRI 测温。

 

从未来用作 MRI 温度造影剂的角度对所研究的 MgZn 和 CuZn 铁氧体的磁性能进行分析表明，它们表现出非常相似的性能。对于这两种铁氧体，在 280–330 K 的温度范围内，质量磁化强度随温度的变化值 (dM/dT) 约为 -280 (Am2 kg−1 K−1)，其中 CuZn 铁氧体表现出轻微的变化。更高的值。

 

类似地，两种铁氧体在 3T、310 K 的外加磁场中的质量磁化强度 M 值均在 10–25 (Am2 kg−1) 范围内。

 

然而，在体内实验中观察到它们的毒性存在显着差异。上述讨论的毒性结果清楚地表明，MgZn 铁氧体可以考虑进行进一步的临床研究，而所研究的细胞系对 CuZn 颗粒的炎症反应似乎表明它们可能不是 tMRI 的良好候选者。

 

从材料的角度来看，我们未来的研究将集中于使用化学途径或行星球磨获得单分散的镁锌铁氧体纳米颗粒，其磁性能类似于块体材料或亚微米尺寸颗粒。

 

[1] J.H. Hankiewicz, N. Alghamdi, N.M. Hammelev, N.R. Anderson, R.E. Camley, K.Stupic, M. Przybylski, J. Zukrowski, Z.J. Celinski, Zinc doped copper ferrite particles as temperature sensors for magnetic resonance imaging, 056703, AIP Adv. 7 (2017), https://doi.org/10.1063/1.4973439.

[2] N.A. Alghamdi, J.H. Hankiewicz, N.R. Anderson, K.F. Stupic, R.E. Camley, M.Przybylski, J. Żukrowski, Z. Celinski, Development of ferrite-based temperature sensors for magnetic resonance imaging: a study of Cu1−xZnxFe2O4, 054030, Phys. Rev. Appl. 9 (2018), https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied. 9.054030.

[3] J.H. Hankiewicz, J.A. Stoll, J. Stroud, J. Davidson, K.L. Livesey, K. Tvrdy, A.Roshko, S.E. Russek, K. Stupic, P. Bilski, R.E. Camley, Z.J. Celinski, Nano-sized ferrite particles for magnetic resonance imaging thermometry, J. Magnet. Magnet. Mater. 469 (2019) 550–557, https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2018.09.037.

 

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