圣彼得堡国立大学科学家研发新型纳米颗粒:以磁铁矿为核心、锌氧化物为外衣,助力磁共振成像技术
圣彼得堡国立大学的化学家们成功研发出一种创新的合成方法,用于制备具有氧化锌保护壳的磁铁矿纳米颗粒。这项研究的双重目标在于深入探索纳米颗粒的结构与性质之间的基础关系,并开发出高效的磁共振成像对比剂,以提升图像质量和诊断精确度。

新材料研发是当代科学的核心任务之一,它有望为现有技术带来革命性的提升,增强其精确度和可靠性。然而,新材料的开发过程极为复杂,要求研究人员深入了解生产过程中的各个环节,以确保最终产品的性能达到预期。
本研究获得俄罗斯科学基金的资助,并在拥有高影响因子的、小类一区TOP科学期刊的《Applied Surface Science》上发表。该期刊专注于表面性质和纳米结构的前沿研究,以及它们在各个领域的应用。
这一创新性的方法不仅使纳米颗粒保持了长期的磁性,而且通过保护壳有效地阻止了磁铁矿表面的氧化过程,从而维护了其完整性。当这些磁性颗粒被注入血液后,它们会在受损组织中聚集,从而在磁共振成像中显著增强这些组织的对比度。
圣彼得堡国立大学综合与无机化学系副教授米哈伊尔·奥斯莫洛夫斯基作为研究负责人表示:“将一个小磁铁置于腐蚀性液体中,如何保护其表面免受破坏是一个巨大的挑战。保护层既不能过薄,以免无法提供足够的保护,也不能过厚,以免影响其性能。因此,精确控制保护层的厚度是至关重要的。”
这项跨学科的研究巧妙地融合了无机化学、计算化学、分析化学和材料科学等多个领域的方法,并在圣彼得堡国立大学科学园区的尖端设备支持下得以实现。这些设备涵盖了X射线衍射研究方法、复合纳米材料创新技术、物质组成分析方法、计算中心、光学和激光研究方法、表面物理研究方法以及纳米技术跨学科资源中心,为研究的顺利进行提供了坚实的保障。
研究的核心在于开发了一种独特的合成方法,允许我们精确地调控磁铁矿纳米颗粒的壳层厚度和密度。在圣彼得堡国立大学科学园区提供的先进设备支持下,我们获得了关于磁铁矿相变以及核心与壳层间相互作用过程的详尽数据。
为了验证纳米颗粒在实际应用中的效果,我们进行了体外试验。将纳米颗粒置于模拟生物组织的琼脂模型系统中,并将其加载到断层扫描仪中进行磁共振成像。结果显示,含有纳米颗粒的区域在成像中呈现出明显的暗影。
圣彼得堡国立大学是俄罗斯第一所大学,成立于1724年1月28日(2月8日),当时彼得一世颁布了关于建立大学和俄罗斯科学院的法令。今天,圣彼得堡国立大学是世界一流的科学、教育和文化中心。2024年,圣彼得堡大学将迎来300周年校庆。
周年校庆的活动计划在圣彼得堡国立大学300周年校庆活动组委会会议上得到批准,该会议由副总理德米特里·车尔尼申科举主持。校庆活动中还包括以圣彼得堡国立大学为小行星命名以示纪念,发行有特殊设计的银行卡,发行纪念俄罗斯历史上第一所大学的邮票,为俄航的飞机作特殊标志等等。除此之外,我校还推出了致力于即将到来的校庆的网站,上面有关于杰出校友、科学成就以及校庆准备细节的信息。