Development of Polymer-Encapsulated, Amine-Functionalized Zinc Ferrite Nanoparticles as MRI Contrast Agents

Ilosvai, Ágnes M. [Ilosvai, Mária Ágnes (műszaki tudományo...), szerző] Kémiai Intézet (ME / AVK); Korszerű Anyagok és Intelligens Technológiák Fe... (ME / K); Forgách, László ✉ [Forgách, László (képalkotás, gyógy...), szerző] Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet (SE / AOK / I); Kovács, Noémi [Stelczerné Kovács, Noémi (orvos fizikus), szerző] Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet (SE / AOK / I); Heydari, Fatemeh [Heydari, Fatemeh (Nanoparticles, In...), szerző] Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet (SE / AOK / I); Szigeti, Krisztián [Szigeti, Krisztián (Biofizika), szerző] Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet (SE / AOK / I); Máthé, Domokos [Máthé, Domokos (Molekuláris képal...), szerző] Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet (SE / AOK / I); HCEMM-SE In Vivo Képalkotó Műszerközpont (SE / AOK / I / BSI); Kristály, Ferenc [Kristály, Ferenc (Ásványtan, anyagt...), szerző] Nyersanyagkutató Földtudományi Intézet (ME / MFK); Daróczi, Lajos [Daróczi, Lajos (Szilárdtestfizika), szerző] Fizikai Intézet (DE / TTK); Szilárdtest Fizikai Tanszék (DE / TTK / FizI); Kaleta, Zoltán [Kaleta, Zoltán (Szerves kémia), szerző] Szerves Vegytani Intézet (SE / GYTK); Viskolcz, Béla [Viskolcz, Béla (Anyagtudomány és ...), szerző] Kémiai Intézet (ME / AVK); Korszerű Anyagok és Intelligens Technológiák Fe... (ME / K); Nagy, Miklós [Nagy, Miklós (Makromolekuláris ...), szerző] Kémiai Intézet (ME / AVK); Vanyorek, László ✉ [Vanyorek, László (Kémia-Nanotechnol...), szerző] Kémiai Intézet (ME / AVK)

Angol nyelvű Szakcikk (Folyóiratcikk) Tudományos
Megjelent: INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES 1661-6596 1422-0067 24 (22) Paper: 16203 , 19 p. 2023
  • SJR Scopus - Inorganic Chemistry: D1
Azonosítók
Támogatások:
  • Establishing the Hungarian Center of Excellence for Molecular Medicine in partnership with EMBL(739593) Támogató: Horizon 2020
  • (TKP2021-NVA-14)
  • (TKP2021-EGA23)
  • (2020-4.1.1-TKP2020) Támogató: NKFIH
  • (2020.1.16-jövő-2021-00013)
Szakterületek:
  • Fizika
  • Természettudományok
The need for stable and well-defined magnetic nanoparticles is constantly increasing in biomedical applications; however, their preparation remains challenging. We used two different solvothermal methods (12 h reflux and a 4 min microwave, MW) to synthesize amine-functionalized zinc ferrite (ZnFe2O4-NH2) superparamagnetic nanoparticles. The morphological features of the two ferrite samples were the same, but the average particle size was slightly larger in the case of MW activation: 47 ± 14 nm (Refl.) vs. 63 ± 20 nm (MW). Phase identification measurements confirmed the exclusive presence of zinc ferrite with virtually the same magnetic properties. The Refl. samples had a zeta potential of −23.8 ± 4.4 mV, in contrast to the +7.6 ± 6.8 mV measured for the MW sample. To overcome stability problems in the colloidal phase, the ferrite nanoparticles were embedded in polyvinylpyrrolidone and could be easily redispersed in water. Two PVP-coated zinc ferrite samples were administered (1 mg/mL ZnFe2O4) in X BalbC mice and were compared as contrast agents in magnetic resonance imaging (MRI). After determining the r1/r2 ratio, the samples were compared to other commercially available contrast agents. Consistent with other SPION nanoparticles, our sample exhibits a concentrated presence in the hepatic region of the animals, with comparable biodistribution and pharmacokinetics suspected. Moreover, a small dose of 1.3 mg/body weight kg was found to be sufficient for effective imaging. It should also be noted that no toxic side effects were observed, making ZnFe2O4-NH2 advantageous for pharmaceutical formulations.
Hivatkozás stílusok: IEEEACMAPAChicagoHarvardCSLMásolásNyomtatás
2025-04-03 12:20