In biologischen Systemen können Wechselwirkungen zwischen magnetischen Nanopartikeln (MNP) mit seiner direkten physiologischen Umgebung zu Aggregation und Clusterbildung führen. Ebenso ändert sich auch die Mobilität der MNP bei der Aufnahme in eine Zelle oder bei der molekularen Bindung. Diese Prozesse beeinflussen die magnetischen Eigenschaften der MNP und damit auch ihre diagnostischen und therapeutischen Eigenschaften. Um ihre biomedizinische Leistung zu optimieren, ist es daher notwendig, das Verhalten der Partikel im Körper zu bestimmen und die Clusterbildung, Aggregation und Immobilisierung der Partikel in ihrer biomedizinischen Umgebung zu kartieren.
Die AG 8.23 hat in Zusammenarbeit mit der AG 8.21, der AG 8.24 und der Dynamat-Gruppe der Universität Gent (Belgien) für das an der PTB etablierte Verfahren der thermischen Rauschmagnetometrie einen Tischaufbau konstruiert, mit dem sich Zustandsänderungen von MNP-Proben in normaler Laborumgebung messen lassen können [1]. Zu diesem Zweck wird das magnetische Rauschen einer MNP-Probe mit optisch gepumpten Magnetometern erfasst, um im Rauschspektrum Änderungen in der Magnetisierungsdynamik der MNP sichtbar zu machen. Bisher konnte mit dem Aufbau erfolgreich die Auswirkungen bei drei typischen MNP Wechselwirkungen, der Immobilisierung, der Aggregation sowie der Clusterbildung während der zellulären Aufnahme von MNP, über die Änderungen im Rauschspektrum nachgewiesen wurden.
Kontakt: Katrijn Everaert, 8.23
[1] K. Everaert et al., Monitoring magnetic nanoparticle clustering and immobilization with thermal noise magnetometry using optically pumped magnetometers, Nanoscale Adv. 5:2341-51 (2023), 10.1039/d3na00016h
