Oxide nanomagnets, their properties and interactions with biological systems
Project goals
The project is concerned with the development and applications of novel magnetic nanoparticles (MN) of substituted magnetite and epsilon-Fe2O3 in biophysical and biomedical research. It aims at contrast increase in MRI, cell internalisation of MN, and optimalisation of parameters for magnetic manipulation. Doped epsilon-Fe2-xMxO3 and Fe3-xMxO4 (M=Ga, Zn, Al, etc.), will be prepared as magnetic cores of various size distributions and shapes, and their magnetic behaviour will be thoroughly analysed. The biochemical properties of MN will be adjusted by coating that will suppress their toxicity and degradability and increase their colloidal stability and provide them with fluorescence. We shall study the effect of magnetic parameters and aggregation of MN cores on MRI contrast and magnetic manipulation of labelled cells. Cytotoxicity and cell internalisation of MN will be investigated with respect to their chemical composition, size, shape, and surface properties. The optimized products will eventually be employed in advanced in vivo studies aimed at magnetic transport and MRI detection.
Keywords
Magnetic nanoparticlesDopingShape ControlMagnetiteEpsilon-Fe2O3NanomagnetsFluorescent labelsHyperfine interactionsMössbauer spectroscopyNuclear magnetic resonanceMagnetic resonace imagingCell labelingAb-initio calculations
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 20 (SGA0201600001)
Main participants
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Institut klinické a experimentální medicíny
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakultaContest type
VS - Public tender
Contract ID
16-04340S
Alternative language
Project name in Czech
Oxidové nanomagnety, jejich vlastnosti a interakce s biologickými systémy
Annotation in Czech
Projekt je orientovaný na vývoj a využití netradičních magnetických nanočástic (MN) substituovaného magnetitu a epsilon-Fe2O3 v biofyzikálním a biomedicinském výzkumu. Hlavním cílem je zvýšení kontrastu v MRI, internalizace MN v buňkách, a nalezení optimálních parametrů pro magnetické manipulace. Dopované fáze epsilon-Fe2-xMxO3 a Fe3-xMxO4 (M= Ga, Zn, Al, atd.) budou připraveny jako magnetická jádra různých velikostních distribucí a tvarů, jejichž struktura a magnetické chování budou komplexně analyzovány. Použití MN je podmíněno jejich biochemickými vlastnostmi, jež budou modifikovány obalem vedoucím k potlačení toxicity a degradability, k jejich koloidní stabilitě a možnosti fluorescenčního značení. Bude sledován vliv magnetických vlastností a shlukování jader MN na kontrast v MRI a na možnosti magnetické manipulace značených buněk. Cytotoxicita a internalizace MN do buněk budou sledovány s ohledem na chemické složení, velikost, tvar a povrchové vlastnosti. Optimalizované produkty se nakonec využijí v pokročilých in vivo studiích zaměřených na magnetický transport a MRI detekci.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
BM - Solid-state physics and magnetism
CEP - secondary branch
BO - Biophysics
CEP - another secondary branch
CA - Inorganic chemistry
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
10402 - Inorganic and nuclear chemistry
10610 - Biophysics
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Project was solved by cooperation of three teams. The fulfilment of aims is evident from papers published in journals indexed on Web of Science Core Collection. Some more publications are under review at the time of evaluation. There were found no problems regarding the spending of the project budget.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2016
Realization period - end
Dec 31, 2018
Project status
U - Finished project
Latest support payment
May 25, 2018
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP19-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jun 12, 2019
Finance
Total approved costs
11,644 thou. CZK
Public financial support
10,777 thou. CZK
Other public sources
867 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
11 644 CZK thou.
Public support
10 777 CZK thou.
92%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BM - Solid-state physics and magnetism
Solution period
01. 01. 2016 - 31. 12. 2018