Magnetic and structural properties of biogenic magnetic nanoparticles along their production process for use in magnetic hyperthermia

Autor: C. Carvallo, A. Fondet, R. Le Fèvre, D. Taverna, Y. Guyodo, I. Chebbi, V. Dupuis, F. Lagroix, M. Khelfallah, J.-M. Guigner, F. Guyot, E. Alphandéry, A. Juhin
Přispěvatelé: Minéralogie et magnétisme de basses dimensionnalités [IMPMC] (IMPMC_MIMABADI), Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanobactérie SARL, Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP (UMR_7154)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), PHysicochimie des Electrolytes et Nanosystèmes InterfaciauX (PHENIX), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Minéralogie, Pétrologie et physique planétaire [IMPMC] (IMPMC_MP3), ANR-05-GANI-0002,Vecteur shRNA,Mise au point de vecteurs permettant une expression fiable de gènes codant pour des ARN interférents et des microARN(2005)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: Journal of Magnetism and Magnetic Materials
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2023, 575, pp.170726. ⟨10.1016/j.jmmm.2023.170726⟩
ISSN: 0304-8853
Popis: International audience; Iron-oxide nanoparticles synthesized by magnetotactic bacteria can be used in cancer treatment by means of magnetic hyperthermia. In order to study the structural properties of samples through the successive steps of their production from cultivated magnetotactic bacteria to coated magnetosomes, and their effect on magnetic properties, we performed a combination of (cryo-)Transmission Electron Microscopy observations and magnetic hysteresis as well as First-Order Reversal Curve diagrams at low temperature. The anisotropy of magnetic interactions was investigated by recording field-cooled FORC diagrams with a measuring field either parallel or perpendicular to the field-cooling direction. The results from the various techniques are in very good agreement. We found that magnetosomes in magnetotactic bacteria are arranged in chains and have magnetic properties typical of stable single-domain aligned particles. Extracted magnetosomes form clusters of interacting maghemite particles with some remaining chains, while purified magnetosomes are solely arranged in clusters. Finally, magnetosomes coated with 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC) are still organized in clusters but with less magnetostatic interactions than in purified magnetosomes, while magnetosomes coated with citric acid tend to recover a chained structure forming loops. The main features observed on the FORC diagrams are consistent with the various arrangement observed. Lastly, hyperthermia properties were measured for the two coated samples and we found that magnetosomes coated with citric acid display a higher Specific Absorption Rate and therefore hold a better potential for biomedical applications.
Databáze: OpenAIRE
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