An Effective Method of Magnetic Hyperthermia Based
on the Ferromagnetic Resonance Phenomenon

S. V. Stolyar; Столяр С. В.; O. A. Li; Ли О. А.; E. D. Nikolaeva; Николаева Е. Д.; A. M. Vorotynov; Воротынов А. М.; D. A. Velikanov; Великанов Д. А.; Yu. V. Knyazev; Князев Ю. В.; O. A. Bayukov; Баюков О. А.; R. S. Iskhakov; Исхаков Р. С.; V. F. P’yankov; Пьянков В. Ф.; M. N. Volochaev; Волочаев М. Н.

doi:10.31857/S0015323022601490

Эффективный способ магнитной гипертермии, основанный на явлении ферромагнитного резонанса

Авторы: Столяр С.В.¹^,2, Ли О.А.¹^,2, Николаева Е.Д.¹, Воротынов А.М.³, Великанов Д.А.³, Князев Ю.В.³, Баюков О.А.³, Исхаков Р.С.³, Пьянков В.Ф.¹, Волочаев М.Н.³
Учреждения:
1. ФИЦ КНЦ СО РАН
2. ФГАОУ ВО “Сибирский федеральный университет”
3. ИФ СО РАН
Выпуск: Том 124, № 2 (2023)
Страницы: 182-189
Раздел: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
URL: https://journals.rcsi.science/0015-3230/article/view/139411
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323022601490
EDN: https://elibrary.ru/KWGISB
ID: 139411

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Методом химического осаждения получены наночастицы никелевого и кобальтового ферритов, определены размеры частиц, которые составили 63 ± 22 и 26 ± 4 нм соответственно. Измерены статические петли гистерезиса и мессбауэровские спектры. Показано, что порошки кобальтового феррита являются более магнитожесткими по сравнению с порошками никелевого феррита. Изучены кривые ферромагнитного резонанса (ФМР). Обнаружено, что для кобальтового феррита резонансное поглощение ФМР наблюдается при комнатной температуре и выше. Измерены зависимости нагрева наночастиц от времени в режиме ФМР. Максимальная величина нагрева частиц феррита никеля и феррита кобальта составила 8 К и 11 К соответственно. На примере порошка кобальтового феррита показана возможность эффективного нагрева в режиме ФМР в собственном поле частиц без использования источника постоянного магнитного поля. Наблюдаемый эффект может найти применение в магнитной гипертермии.

Ключевые слова

ферромагнитный резонанс, феррит кобальта, феррит никеля, магнитная гипертермия

Список литературы

Peiravi M., Eslami H., Ansari M., Zare-Zardini H. Magnetic hyperthermia: Potentials and limitations // J. Indian Chem. Soc. 2022. V. 99. № 1. P. 100269.
Ho D., Sun X., Sun S. Monodisperse Magnetic Nanoparticles for Theranostic Applications // Acc Chem Res. 2011. V. 44. № 10. P. 875–882.
Brezovich I.A., Atkinson W.J., Lilly M.B. Local hyperthermia with interstitial techniques // Cancer Res. 1984. V. 44. № 10 Suppl. P. 4752s–4756s.
Lee J.-H., Kim B., Kim Y., Kim S.-K. Ultra-high rate of temperature increment from superparamagnetic nanoparticles for highly efficient hyperthermia // Sci Rep. 2021. V. 11. № 1. P. 4969.
Камзин А.С., Nikam D.S., Pawar S.H. Исследованиe наночастиц Co0.5Zn0.5Fe2O4 для магнитной гипертермии // ФТТ. 2017. V. 59. № 1. P. 149.
Liu X., Zhang Y., Wang Y., Zhu W., Li G., Ma X., Zhang Y., Chen S., Tiwari S., Shi K., Zhang S., Fan H.M., Zhao Y.X., Liang X.-J. Comprehensive understanding of magnetic hyperthermia for improving antitumor therapeutic efficacy // Theranostics. 2020. V. 10. № 8. P. 3793–3815.
Ферромагнитный резонанс. Явление резонансного поглощения высокочастотного электромагнитного поля в ферромагнитных веществах / Под. ред. С.В. Вонсовского. М.: Физматлит., 1961. 343 с.
Khmelinskii I., Makarov V.I. EPR hyperthermia of S. cerevisiae using superparamagnetic Fe3O4 nanoparticles // J. Therm. Biol. 2018. V. 77. P. 55–61.
Lee J.-H., Kim Y., Kim S.-K. Highly efficient heat-dissipation power driven by ferromagnetic resonance in MFe2O4 (M = Fe, Mn, Ni) ferrite nanoparticles // Sci. Rep. 2022. V. 12. № 1. P. 5232.
Акулов Н.С. Ферромагнетизм. М.–Л.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1939. 1–188 с.
Akulov N.S. Über den Verlauf der Magnetisierungskurve in starken Feldern // Zeitschrift für Physik. 1931. V. 69. № 11–12. P. 822–831.
Ignatchenko V.A., Iskhakov R.S. Stochastic magnetic structure and spin waves in amorphous ferromagnetic substance // Изв. Академии наук СССР. Сер. физическая. 1980. V. 44. № 7. P. 1434–1437.
Чеканова Л.А., Денисова Е.А., Гончарова О.А., Комогорцев С.В., Исхаков Р.С. Анализ фазового состава порошков сплава Со–P на основе магнитометрических измерений // ФММ. 2013. V. 114. № 2. P. 136–143.
Menil F. Systematic trends of the 57Fe Mössbauer isomer shifts in (FeOn) and (FeFn) polyhedra. Evidence of a new correlation between the isomer shift and the inductive effect of the competing bond T–X (→ Fe) (where X is O or F and T any element with a formal positive charge) // J. Phys. Chem. Solids. 1985. V. 46. № 7. P. 763–789.
Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. М.: Мир, 1976. Т. 1. 353 с