Zn- A nd (Mn, Zn)-substituted versus unsubstituted magnetite nanoparticles: Structural, magnetic and hyperthermic properties

In this work, we studied structural and magnetic properties of 18 nm sized Zn-substituted magnetite, 28 nm sized unsubstituted and 17 nm sized (Mn, Zn)-substituted iron oxide nanoparticles, synthesized by thermal decomposition method. Their features were examined by analyzing the X-ray diffraction data, 57Fe Mössbauer spectra and magnetization measurements by SQUID interferometer. The microstructure was inspected comparing the different size and strain broadening models incorporated into Fullprof software. In terms of crystallinity and size dispersion, applied synthesis protocol shows superiority over decomposition of iron oleate and the co-precipitation synthesis route. The saturation magnetization at T = 5 K was found to be within the M S = 91.2-98.6 A m2kg-1 range, while at 300 K M S of pure and Zn-substituted Fe3O4 nanoparticles is 83.6 and 86.2 A m2kg-1, respectively. Effective magnetic anisotropy constant K eff, estimated under slow measurements by SQUID, is below 20 kJ m-3 in all three samples. Some preliminary measurements of the magnetic hyperthermia performance, expressed via specific absorption rate value showed that the best heating performances were displayed by 18 nm sized oleic acid-coated Zn0.13Fe2.87O4 cubo-octahedrons with SAR ≅ 425 W/gFe at H 0 = 20 kA m-1 and f = 228 kHz.Fil: Jović Orsini, Nataša. University of Belgrade; SerbiaFil: Milić, Mirjana. University of Belgrade; SerbiaFil: Torres Molina, Teobaldo Enrique. Universidad de Zaragoza. Instituto de Nanociencia de Aragón; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentin

Gold-decorated magnetic nanoparticles design for hyperthermia applications and as a potential platform for their surface-functionalization

The integration of noble metal and magnetic nanoparticles with controlled structures that can couple various specific effects to the different nanocomposite in multifunctional nanosystems have been found interesting in the field of medicine. In this work, we show synthesis route to prepare small Au nanoparticles of sizes = 3.9 ± 0.2 nm attached to Fe 3 O 4 nanoparticle cores ( = 49.2 ± 3.5 nm) in aqueous medium for potential application as a nano-heater. Remarkably, the resulted Au decorated PEI-Fe 3 O 4 (Au@PEI-Fe 3 O 4 ) nanoparticles are able to retain bulk magnetic moment M S = 82–84 Am 2 /kg Fe3O4 , with the Verwey transition observed at T V = 98 K. In addition, the in vitro cytotoxicity analysis of the nanosystem microglial BV2 cells showed high viability (>97.5%) to concentrate up to 100 µg/mL in comparison to the control samples. In vitro heating experiments on microglial BV2 cells under an ac magnetic field (H 0 = 23.87 kA/m; f = 571 kHz) yielded specific power absorption (SPA) values of SPA = 43 ± 3 and 49 ± 1 μW/cell for PEI-Fe 3 O 4 and Au@PEI-Fe 3 O 4 NPs, respectively. These similar intracellular SPA values imply that functionalization of the magnetic particles with Au did not change the heating efficiency, providing at the same time a more flexible platform for multifunctional functionalization.Fil: León Félix, L.. Universidade do Brasília; Brasil. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Sanz, B.. Nb Nanoscale Biomagnetics S.l.; EspañaFil: Sebastián, V.. Universidad de Zaragoza; España. Centro de Investigación en Red en Bioingeniería; EspañaFil: Torres Molina, Teobaldo Enrique. Universidad de Zaragoza; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Sousa, Marcelo Henrique. Universidade do Brasília; BrasilFil: Coaquira, J. A. H.. Universidade do Brasília; BrasilFil: Ibarra, M.R.. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Goya, Gerardo Fabian. Universidad de Zaragoza; Españ

Effects of Zn Substitution in the Magnetic and Morphological Properties of Fe-Oxide-Based Core-Shell Nanoparticles Produced in a Single Chemical Synthesis

Magnetic, compositional, and morphological properties of Zn-Fe-oxide core-shell bimagnetic nanoparticles were studied for three samples with 0.00, 0.06, and 0.10 Zn/Fe ratios, as obtained from particle-induced X-ray emission analysis. The bimagnetic nanoparticles were produced in a one-step synthesis by the thermal decomposition of the respective acetylacetonates. The nanoparticles present an average particle size between 25 and 30 nm as inferred from transmission electron microscopy (TEM). High-resolution TEM images clearly show core-shell morphology for the particles in all samples. The core is composed by an antiferromagnetic (AFM) phase with a Wüstite (Fe 1-y O) structure, whereas the shell is composed by a Zn x Fe 3-x O 4 ferrimagnetic (FiM) spinel phase. Despite the low solubility of Zn in the Wüstite, electron energy-loss spectroscopy analysis indicates that Zn is distributed almost homogeneously in the whole nanoparticle. This result gives information on the formation mechanisms of the particle, indicating that the Wüstite is formed first, and the superficial oxidation results in the FiM ferrite phase with similar Zn concentration than the core. Magnetization and in-field Mössbauer spectroscopy of the Zn-richest nanoparticles indicate that the AFM phase is strongly coupled to the FiM structure of the ferrite shell, resulting in a bias field (H EB ) appearing below TN FeO , with H EB values that depend on the core-shell relative proportion. Magnetic characterization also indicates a strong magnetic frustration for the samples with higher Zn concentration, even at low temperatures.Fil: Lohr, Javier Hernán. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física. Laboratorio de Resonancias Magnéticas; ArgentinaFil: de Almeida, Adriele Aparecida. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física. Laboratorio de Resonancias Magnéticas; ArgentinaFil: Moreno, Mario Sergio Jesus. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Troiani, Horacio Esteban. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física. Laboratorio de Resonancias Magnéticas; ArgentinaFil: Goya, Gerardo Fabian. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Torres Molina, Teobaldo Enrique. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física. Laboratorio de Resonancias Magnéticas; Argentina. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Fernandez Pacheco, Rodrigo. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Winkler, Elin Lilian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Vasquez Mansilla, Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Cohen, Renato. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Nagamine, Luiz C. C. M.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Rodriguez, Luis Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Fregenal, Daniel Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Zysler, Roberto Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Lima, Enio Junior. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; Argentin

Free-Radical Formation by the Peroxidase-Like Catalytic Activity of MFe2O4 (M = Fe, Ni, and Mn) Nanoparticles

Ferrite magnetic nanoparticles (MNPs) have peroxidase-like activity and thus catalyze the decomposition of H2O2-producing reactive oxygen species (ROS). Increasingly important applications of these ferrite MNPs in biology and medicine require that their morphological, physicochemical, and magnetic properties need to be strictly controlled. Usually, the tuning of their magnetic properties is achieved by the replacement of Fe by other 3d metals, such as Mn or Ni. Here, we studied the catalytic activity of ferrite MNPs (MFe2O4, M = Fe2+/Fe3+, Ni, and Mn) with the mean diameter ranging from 10 to 12 nm. Peroxidase-like activity was studied by electron paramagnetic resonance (EPR) using the spin-trap 5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide at different pHs (4.8 and 7.4) and temperatures (25 and 40 °C). We identified an enhanced amount of hydroxyl (•OH) and perhydroxyl (•OOH) radicals for all samples, compared to a blank solution. Quantitative studies show that [•OH] is the dominant radical formed for Fe3O4, which is strongly reduced with the concomitant oxidation of Fe2+ or its substitution (Ni or Mn). A comparative analysis of the EPR data against in vitro production of ROS in microglial BV2 cell culture provided additional insights regarding the catalytic activity of ferrite MNPs, which should be considered if biomedical uses are intended. Our results contribute to a better understanding of the role played by different divalent ions in the catalytic activity of ferrite nanoparticles, which is very important because of their use in biomedical applications.Fil: Moreno Maldonado, Ana Carolina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Winkler, Elin Lilian. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Bariloche; ArgentinaFil: Raineri Andersen, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; ArgentinaFil: Toro Córdova, Alfonso. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Rodriguez, Luis Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; ArgentinaFil: Troiani, Horacio Esteban. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mojica Pisciotti, Mary Luz. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; ArgentinaFil: Vasquez Mansilla, Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; ArgentinaFil: Tobia, Dina. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; ArgentinaFil: Nadal, Marcela. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física. Laboratorio de Resonancias Magnéticas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; ArgentinaFil: Torres Molina, Teobaldo Enrique. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física. Laboratorio de Resonancias Magnéticas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; ArgentinaFil: de Biasi, Emilio. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; ArgentinaFil: Ramos, Carlos A.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física. Laboratorio de Resonancias Magnéticas; ArgentinaFil: Goya, Gerardo Fabian. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Zysler, Roberto Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; ArgentinaFil: Lima, Enio Junior. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; Argentin

Información Investigador: Torres Molina, Teobaldo Enrique

Resumen Curricular Realizó sus estudios universitarios en la Universidad de los Andes, Facultad de Ciencias, Departamento de Física obteniendo el título de Licenciado en Física. Los cargos desempeñados son: Ayudante del Laboratorio de Magnetismo- beca trabajo en el periodo desde 06/05/2003 hasta 23/07/2004. Guía Anfitrión en la Fundación Museo de Ciencias y Tecnología desde julio del 2000 hasta marzo del 2004. Junto a esto ha participado en la asistencia de congresos, acompañado de la realización de trabajos publicables en revistas internacionales.UniversitarioSeptiembre de 2005Licenciado en Física+58 2742401342Facultad de Ciencias.Personal de [email protected], [email protected]

Effect of the paramagnetic to spin-glass phase transition on the fundamental absorption edge of MnIn2Se4 magnetic semiconducting compound

The temperature dependence of the indirect and direct fundamental band gaps of the layered compound MnIn2Se4, that crystallizes in a rhombohedral defect structure with space group R3m(D3d5), was studied by optical absorption spectra. The data were analyzed in terms of current theoretical models that take into account the contribution of antiferromagnetic exchange interaction between spins to the shift of the energy gap EG with T in the vicinity of the critical paramagnetic to spin-glass phase transition. It was established that short- and long-range effect spin correlations dominate the contribution to this shift in the critical region below about 20 K, near the spin-glass freezing temperature Tf, and noncritical one, between about 70 and 160 K, far from Tf, respectively. An intermediate temperature region, compatible with the behaviour expected for a cluster-glass transition where a gradual freezing of the magnetic moments occurs, was also observed.Fil: Sagredo, V.. Universidad de Los Andes; VenezuelaFil: Torres Molina, Teobaldo Enrique. Universidad de Zaragoza. Instituto de Nanociencia de Aragón; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Delgado, G. E.. Universidad de Los Andes; VenezuelaFil: Rincón, Carlos Gustavo. Universidad de Los Andes; Venezuel

Structural and magnetic properties of silica-coated magnetite nanoaggregates

Magnetite nanoparticles were synthesized by the coprecipitation method. Additionally, two composites of silica-coated magnetite nanoparticles were synthesized by the Stöber method. The synthesized nanocompounds were characterized by X-ray diffraction, FTIR spectroscopy, transmission electron microscopy and vibrating sample magnetometry. The magnetite nanoparticles have a single crystalline phase corresponding to the cubic spinel structure. The magnetite nanocompound is formed by faceted nanoparticles with a mean size of 9 nm, while the composites consist mainly of aggregates of magnetite nanoparticles coated with silica, with mean sizes of 22 and 55 nm. The magnetization measurements of the three nanocompounds suggest that the nanoparticles are in the superparamagnetic regime at room temperature, with a small amount of nanoparticles in the blocked regime.Fil: Morales, F.. Universidad de Los Andes; VenezuelaFil: Márquez, G.. Universidad de Los Andes; VenezuelaFil: Sagredo Arias, Vicente. Universidad de Los Andes; VenezuelaFil: Torres Molina, Teobaldo Enrique. Universidad de Zaragoza; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Denardin, Juliano Casagrande. Universidad de Santiago de Chile; Chil

PolishEM: Image enhancement in FIB-SEM

We have developed a software tool to improve the image quality in focused ion beam-scanning electron microscopy (FIB-SEM) stacks: PolishEM. Based on a Gaussian blur model, it automatically estimates and compensates for the blur affecting each individual image. It also includes correction for artifacts commonly arising in FIB-SEM (e.g. curtaining). PolishEM has been optimized for an efficient processing of huge FIB-SEM stacks on standard computers.Fil: Fernandez, Jose Jesus. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; EspañaFil: Torres Molina, Teobaldo Enrique. Universidad de Zaragoza. Instituto de Nanociencia de Aragón; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Martin Solana, Eva. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; EspañaFil: Goya, Gerardo Fabian. Universidad de Zaragoza. Instituto de Nanociencia de Aragón; EspañaFil: Fernandez Fernandez, Maria Rosario. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; Españ

Effects of biological buffer solutions on the peroxidase-like catalytic activity of Fe3O4 nanoparticles

Iron oxide nanoparticles (IONPs) are frequently used in biomedical applications due to their magnetic properties and putative chemical stability. Nevertheless, their well-known ability to mimic some features of the peroxidase enzyme activity under specific conditions of pH and temperature could lead to the formation of potentially harmful free radical species. In addition to the intrinsic enzyme-like activity of IONPs, the buffer solution is an important external factor that can alter dramatically the IONP activity because the buffer species can interact with the surface of the particles. In our study, IONP activity was evaluated in different buffering solutions under different experimental conditions and predominant free radical species were measured by electron paramagnetic resonance using the spin-trap 5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide (DMPO). The formation kinetics of the reactive oxygen species were studied by UV-visible spectroscopy with TMB and DAB peroxidase substrates. We found that the highest catalytic oxidation of peroxidase substrates and free radical generation were achieved in acetate buffer, while phosphate buffer inhibited the peroxidase-like activity of IONPs in a concentration dependent manner. When emulating the physiological conditions, a lower catalytic activity was observed at pH 7.4 when compared to that at pH 5.0. Also, in phosphate buffered saline (PBS), we observed an enhancement in the peroxidase substrate oxidation rate that was not accompanied by an increase in DMPO/adduct formation which could be related to a non-specific oxidation catalyzed by the chloride ion. Similar observations were found after the addition of a bicarbonate to HEPES buffer. TMB oxidation did not occur when the reaction was conducted with free iron ions from metal salts with the same concentration of the IONPs (0.33 Fe2+ and 0.66 Fe3+). However, we observed even higher catalytic activities than those when doubling the IONP concentration when they are combined with the free iron salts. These results indicate that biological buffering solutions need to be carefully considered when evaluating IONP catalytic activity and their potential toxicological effects since under physiological conditions of pH, salinity and buffering species, the peroxidase-like activity of IONPs is dramatically reduced.Fil: Raineri Andersen, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; ArgentinaFil: Winkler, Elin Lilian. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Torres Molina, Teobaldo Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; ArgentinaFil: Vasquez Mansilla, Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; ArgentinaFil: Nadal, Marcela. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Zysler, Roberto Daniel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; ArgentinaFil: Lima, Enio Junior. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; Argentin

Relaxation time diagram for identifying heat generation mechanisms in magnetic fluid hyperthermia

We present a versatile diagram to envisage the dominant relaxation mechanism of single-domain magnetic nanoparticles (MNPs) under alternating magnetic fields, as those used in magnetic fluid hyperthermia (MFH). The diagram allows estimating the heating efficiency, measured by the Specific Power Absorption (SPA), originated in the magnetic and viscous relaxation times of single-domain MNPs for a given frequency of the ac magnetic field (AFM). The diagram has been successfully applied to different colloids, covering a wide variety of MNPs with different magnetic anisotropy and particle size, and dispersed in different viscous liquid carriers. From the general diagram, we derived a specific chart based on the Linear Response Theory in order to easily estimate the experimental condition for the optimal SPA values of most colloids currently used in MFH.Fil: Lima, Enio Junior. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Resonancias Magnéticas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: de Biasi, Emilio. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Resonancias Magnéticas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Zysler, Roberto Daniel. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Resonancias Magnéticas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Vasquez Mansilla, Marcelo. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Resonancias Magnéticas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Mojica Pisciotti, Mary Luz. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche). División Resonancias Magnéticas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Torres Molina, Teobaldo Enrique. Universidad de Zaragoza; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Calatayud, M. Pilar. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Marquina, Clara. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Ibarra, Ricardo M.. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Goya, Gerardo Fabian. Universidad de Zaragoza; Españ