RU2743516C1 - Способ получения ферромагнитных наночастиц-дисков с помощью зондовой литографии и жидкого химического травления - Google Patents
Способ получения ферромагнитных наночастиц-дисков с помощью зондовой литографии и жидкого химического травления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2743516C1 RU2743516C1 RU2020125606A RU2020125606A RU2743516C1 RU 2743516 C1 RU2743516 C1 RU 2743516C1 RU 2020125606 A RU2020125606 A RU 2020125606A RU 2020125606 A RU2020125606 A RU 2020125606A RU 2743516 C1 RU2743516 C1 RU 2743516C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- particles
- solution
- nanoparticles
- substrate
- temperature
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 8
- 238000001459 lithography Methods 0.000 title claims description 7
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 title claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 claims abstract description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 12
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 10
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 abstract 1
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 7
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 239000002107 nanodisc Substances 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 2
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 2
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 2
- 108091023037 Aptamer Proteins 0.000 description 1
- 108091008102 DNA aptamers Proteins 0.000 description 1
- 206010020843 Hyperthermia Diseases 0.000 description 1
- 229920006125 amorphous polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- ZWJINEZUASEZBH-UHFFFAOYSA-N fenamic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1NC1=CC=CC=C1 ZWJINEZUASEZBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000036031 hyperthermia Effects 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002406 microsurgery Methods 0.000 description 1
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
Abstract
Использование: для получения ферромагнитных наночастиц-дисков. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют поочередное осаждение на подложку пленок металлов с помощью вакуумных методов напыления, при этом получение частиц происходит по нисходящей технологии, формирование маски для получения необходимой топологии осуществляется с помощью иглы зондового микроскопа путем прямого осаждения слоя молекул, содержащих тиоловую группу, при температуре 22-25°С и относительной влажности 33-36%, удаление незакрытых слоев золота осуществляется в растворе водной смеси 0,1 М Na2S2O3, 1,0 М КОН, 0,01 М K3Fe(CN)6и 0,001 М K4Fe(CN)6в соотношении 1:1:1:1 (V/V/V/V) при постоянном перемешивании и температуре раствора 22°С, отделение наночастиц от подложки путем удаления растворимого подслоя ZnO в 10% водном растворе лимонной кислоты при постоянном перемешивании и температуре раствора 22°С. Технический результат: получение ферромагнитных частиц в виде многослойного диска с ядром из ферромагнитного металла и защитным биосовместимым покрытием из золота при использовании малотоксичных реактивов и исходных материалов, которые позволяют получать частицы с заданными параметрами (размер, форма) и высокой степенью однородности без ограничений на максимальные размеры и геометрию получаемых частиц. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области нанотехнологий, а именно к процессу создания плоских ферромагнитных наночастиц покрытых золотом, с высокой степенью контроля физических параметров и может быть использовано для производства частиц типа ядро-оболочка, которые находят применение при разработке новых методов диагностики и лечения опухолевых заболеваний, использоваться для производства препаратов биомедицинского назначения, обеспечивающих направленную доставку препарата к клеткам-мишеням.
С развитием технологий и инструментов для анализа наночастицы находят все большее применение в медицине. Они могут выступать как медицинские манипуляторы или диагностические устройства. Благодаря применению наночастиц становится возможным распознать болезнь в самом начале, так как из-за высокой чувствительности метода требуется меньшая концентрация мишеней. Уже сейчас наночастицы нашли свое применение в качестве контрастного вещества в хирургии, радиотерапии и для повышения контраста при томографии и рентгеновских исследованиях.
Для более эффективного применения частиц в медицине предпочтительно использование частиц, идентичных по своим физическим свойствам, это крайне важно при интерпретации результатов экспериментов и гарантируют эффективность терапии. Способ создания наночастиц с применением планарных технологий (процесса литографии) гарантирует получение наночастиц с высокой однородностью и постоянными физическими параметрами, а также обладает большей гибкостью при выборе материала ядра частицы. Благодаря форме диска, наночастица обладает большим соотношением поверхности к объему и может найти применение для производства биологически активных препаратов на основе наночастиц, поверхность которых функционализирована белковыми молекулами.
Золотое покрытие магнитных нанодисков необходимо для снижения их деградации в жидких средах организма, кроме того, такое покрытие делает магнитные частицы совместимыми с широким рядом биомолекул. Целенаправленная доставка магнитных частиц также необходима для повышения эффективности микрохирургии. Это позволит снизить концентрацию препарата и, следовательно, его токсичность, обеспечив целевое воздействие на опухолевые клетки. В качестве таких агентов можно использовать моноклональные антитела [Kim D.Н. et al. Biofunctionalized magnetic-vortex microdiscs for targeted cancer-cell destruction // Nature materials. - 2010. - T. 9. - №. 2. - C. 165-171] или аптамеры [Pala К, A Serwotka, F Jelen, P Jakimowicz and J Otlewski. (2013). Tumor-specific hyperthermia with aptamer-tagged superparamagnetic nanoparticles. Int J Nanomedicine 9:67-76].
Ферромагнитные нанодиски могут быть успешно применены для магнитоиндуцированного запуска апоптоза и механической деструкции клеточных мембран, что было продемонстрировано во многих работах, например, [Vitol Е. A., Novosad V. and Rozhkova Е.А. Microfabricated magnetic structures for future medicine: from sensors to cell actuators // Nanomedicine. 2012. №7. P. 1611-1624.] и [Rozhkova E.A., Novosad V., Kim D.-H., Pearson J., Divan R., Rajh T. and Bader S.D. Ferromagnetic microdisk as carriers for biomedical applications // J. Appl. Phys. №105. 2009.]. Благодаря геометрии диска, такие частицы являются однодоменными и имеют устойчивое магнитное состояние (вихрь). При приложении переменного магнитного поля происходит смещение вихря магнитных сил внутри диска, создавая колебания, которые передают механическую силу мембране раковой клетки. В результате механического воздействия целостность мембраны клетки нарушается, и клетка опухоли разрушается [Kim D. Н. et al. Biofunctionalized magnetic-vortex microdiscs for targeted cancer-cell destruction // Nature materials. - 2010. - T. 9. - №. 2. - C. 165-171]. Ферромагнитные нанодиски обеспечивают уникальные свойства и дают возможность управлять их положением при помощи внешнего магнитного поля. Это имеет большое значение для онкологии, поскольку чувствительность раковых клеток по отношению к апоптозу в естественных условиях значительно снижена.
Способы синтеза, применяемые в настоящее время для получения частиц ядро-оболочка (например, термический, химический и пиролитический), позволяют получать частицы с широким спектром физических параметров и размеров. Такие способы накладывают ограничения на максимальные размеры и форму получаемых наночастиц, а также требуют последующей сепарации по составу и размерам.
Известен способ управления формой синтезируемых частиц и получения материалов и устройств, содержащих ориентированные анизотропные частицы и наноструктуры [патент RU 2160697 С2, МПК В82В 3/00, G11B 5/845, опубл. 20.12.2000]. Предложенный способ заключается в проведении процессов синтеза частиц и формирования наноструктур, отличается тем, что процессы синтеза частиц и формирования наноструктур проводятся под действием внешнего электрического поля или внешних электрических и магнитных полей.
Недостатком способа является обращение с токсичными и ядовитыми химреактивами, а также этот способ позволяет лишь частично управлять формой частиц.
Известен способ получения нанокомпозитного дисперсного магнитного материала [патент RU 2426188 С1, МПК H01F 1/42, В82В 1/00, опубл. 10.08.2011]. Нанокомпозитный дисперсный магнитный материал имеет структуру ядро-оболочка, где ядром являются наночастицы Fe3O4, содержание которых в материале 5÷56% мас., а оболочкой - аморфный полимер N-фенилантраниловой кислоты. Способ получения этого материала включает гидролиз и полимеризацию.
Недостатком способа является обращение с токсичными и ядовитыми химреактивами. Способ накладывает ограничения на форму и максимальную скорость получения частиц, а также ограничен в использованных материалах как для ядра, так и для оболочки частиц.
Для синтеза наночастиц в форме дисков хорошо подходят планарные технологии, которые обеспечивают высокий контроль параметров получаемых частиц, по сравнению с частицами, получаемыми химическим способом.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является способ изготовления с использованием наноимпринт (штампельная) литографии [Kim Р. D. et al. The antitumor effect of magnetic nanodisks and DNA aptamer conjugates // Doklady Biochemistry and Biophysics. - Pleiades Publishing, 2016. - T. 466. - №. 1. - C. 66-69.]. В статье авторы описывают получение магнитных никелевых нанодисков толщиной 50 нм, покрытых золотом (5 нм) с обеих сторон. Процесс изготовления включает: формирование полимерного слоя толщиной 300 нм на подложке; разделение полимерного слоя на островки диаметром 500 нм с использованием штампа; последовательное распыление слоев Au - Ni - Au на островках; и освобождение сформированных дисков Au - Ni - Au путем растворения островков полимера и их последующего переноса в ацетон.
Недостатками способа является использование токсичных резистов и проявителей, а также способ накладывает ограничения на размеры и форму получаемых частиц из-за необходимости изготовления штампов. Качество получаемых частиц со временем снижается, так как из-за механических воздействий штампы быстро выходят из строя. Это приводит к нарушениям формы и размеров получаемых дисков. Описанная технология позволяет получать массивы дисков, который ограничен размерами штампа.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка способа получения ферромагнитных наночастиц в форме дисков с ядром из ферромагнитного металла и защитным биосовместимым Аи покрытием, получаемые нано-объекты представляют собой плоские частицы в виде многослойного диска общей высотой до 240 нм и диаметром от 250 до 1700 нм. Диск может иметь форму плоского многогранника и состоит из трех основных слоев. Центральный слой - это ферромагнитный металл (Fe, Со, Ni) толщиной не менее 200 нм. Два слоя из золота по обеим сторонам, выполняют роль защитного покрытия и имеют толщину не менее 10 нм.
Техническим результатом данного изобретения является способ получения ферромагнитных частиц в виде многослойного диска с ядром из ферромагнитного металла и защитным биосовместимым Аи покрытием, в котором используются малотоксичные реактивы и исходные материалы, который позволяет получать частицы с заданными параметрами (размер, форма) и высокой степенью однородности. При этом отсутствуют ограничения на максимальные размеры и геометрию получаемых частиц.
Технический результат достигается тем, что способ получения ферромагнитных наночастиц-дисков с помощью зондовой литографии и жидкого химического травления, включает поочередное осаждение на подложку пленок металлов с помощью вакуумных методов напыления, новым является то, что получение частиц происходит по нисходящей технологии, формирование маски для получения необходимой топологии осуществляется с помощью иглы зондового микроскопа путем прямого осаждения слоя молекул, содержащих тиоловую группу, при температуре 22-25°С и относительной влажности 33-36%, удаление незакрытых слоев золота осуществляется в растворе водной смеси 0,1 М Na2S2O3, 1,0 М КОН, 0,01 М K3Fe(CN)6 и 0,001 М K4Fe(CN)6 в соотношении 1:1:1:1 (V/V/V/V) при постоянном перемешивании и температуре раствора 22°С, отделение наночастиц от подложки путем удаления растворимого подслоя ZnO в 10% водном растворе лимонной кислоты при постоянном перемешивании и температуре раствора 22°С.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, заявленное изобретение отличается от известного тем, что формирование маски происходит по нисходящей технологии и позволяет получать более ровные диски, так как пленки наносятся на ровную подложку, а не на островки резиста. В отличие от штампельной технологии, формирование маски для получения необходимой топологии осуществляется с помощью иглы зондового микроскопа путем прямого осаждения слоя молекул, содержащих тиоловую группу, при температуре 22-25°С и относительной влажности 33-36%, далее происходит удаление материала с незакрытых участков путем жидкого травления в растворе водной смеси 0,1 М Na2S2O3, 1,0 М КОН, 0,01 М K3Fe(CN)6 и 0,001 М K4Fe(CN)6 в соотношении 1:1:1:1 (V/V/V/V) при постоянном перемешивании и температуре раствора 22°С. Снятие частиц с подложки и перенос их в жидкую среду для получения суспензии, происходит путем растворения жертвенного подслоя.
Признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию «новизна».
Признаки, отличающие заявленное решение от прототипа не выявлены при изучении других известных технических решений в данной области техники и, следовательно, обеспечивают ему соответствие критерию «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется фигурами. На фиг. 1 показана принципиальная схема процесса формирования маски, используя иглу зондового микроскопа, где: 1 - игла зондового микроскопа; 2 - защитный молекулярный слой; 3 - мениск жидкости между иглой микроскопа и подложкой; 4 - подложка с тонкими пленками металлов Au/ФМ/Au. На фиг. 2 показано принципиальное устройство отдельной ферромагнитной наночастицы в виде многослойного диска с ядром из ферромагнитного металла и защитным биосовместимым Аи покрытием, находящейся на подложке, где: 5 - плоская кремниевая подложка; 6 - ферромагнитное металлическое ядро; 7 - защитное, биосовместимое покрытие из Au.
Сущность изобретения заключается в том, что ферромагнитные частицы в форме диска формируются по планарной технологии из упорядоченной слоистой структуры на поверхности твердой подложки методами зондовой литографии и жидкого химического травления.
Пример осуществления
Синтез ферромагнитных наночастиц в форме диска, состоящих из слоев Au/ФМ/Au (где ФМ - ферромагнитный металл) с Au биосовместимой поверхностью, состоит из нескольких этапов. Процесс изготовления дисков включает в себя стандартные технологии осаждения пленок металла, процесс литографии и жидкого химического травления, которые определяют форму и размер получаемых частиц.
На первом этапе, происходит поочередное осаждение слоев металла на ровное основание - кремниевую или стеклянную подложку при помощи магнетронного, электронно-лучевого (EBS) или термического осаждения, которые обеспечивают получение ровных, однородных пленок. Отклонение по толщине каждого слоя на площади 1×1 см2 не должно превышать 10%. Толщина слоев: растворимого слоя (ZnO) составляет от 10 до 100 нм; золота - от 5 до 15 нм; ферромагнитного металла (Со, Ni) - от 50 до 200 нм.
На втором этапе происходит формирование маски с помощью иглы зондового микроскопа, путем прямого осаждения слоя молекул, содержащих тиоловую группу (-SH), при температуре 22-25°С и относительной влажности 33-36%.
На этапе формирования маски можно оценить качество маски при помощи атомно-силовой микроскопии (АСМ сканирования) в режиме латеральных сил или фазового контраста.
На третьем этапе происходит удаление материала, незакрытого слоем молекул, используя жидкое химическое травление. Удаление слоев золота осуществляется в растворе водной смеси 0,1 М Na2S2O3, 1,0 М КОН, 0,01 М K3Fe(CN)6 и 0,001 М K4Fe(CN)6 в соотношении 1:1:1:1 (V/V/V/V) при постоянном перемешивании и температуре раствора 22°С.
На заключительном этапе происходит отделение наночастиц от подложки путем удаления растворимого подслоя ZnO в 10% водном растворе лимонной кислоты при постоянном перемешивании и температуре раствора 22°С.
Между этапами синтеза допустимо осуществлять контроль геометрии и морфологии поверхности получаемых частиц при помощи зондовой микроскопии.
Синтезированные ферромагнитные наночастицы в форме диска с биосовместимой поверхностью обладают следующими преимуществами, которые обеспечиваются способом изготовления:
1) Осаждение пленок происходит до того, как будет сформирована маска, это позволяет использовать высокотемпературные методы напыления и производить эффективную очистку поверхности, что улучшает адгезию между составными слоями диска и повышает качество и однородность получаемых наночастиц
2) Точечное осаждение маски с помощью иглы зондового микроскопа позволяет формировать маску нужного размера, контролируя время осаждения молекул.
3) Подход формирования маски путем прямого осаждения позволяет добиваться высокой плотности расположения дисков на подложке и малый расход маскирующих молекул.
4) Благодаря уникальной форме диска, наночастицы в центре имеют устойчивое вихревое состояние (vortex), что делает их идеальными кандидатами для применения в современных методиках терапии и диагностики
5) Наночастица типа ядро-оболочка в форме диска, имеет биосовместимое Au покрытие и может применяться для производства препаратов магнитомеханической терапии на основе функционализированных аптамерами магнитных наночастиц.
6) Ферромагнитные нанодиски формируются на плоских подложках, они могут быть отделены от нее и находиться в свободном виде (в виде порошков или суспензий) для их внедрения в биологический объект.
Claims (1)
- Способ получения ферромагнитных наночастиц-дисков с помощью зондовой литографии и жидкого химического травления, включающий поочередное осаждение на подложку пленок металлов с помощью вакуумных методов напыления, отличающийся тем, что получение частиц происходит по нисходящей технологии, формирование маски для получения необходимой топологии осуществляется с помощью иглы зондового микроскопа путем прямого осаждения слоя молекул, содержащих тиоловую группу, при температуре 22-25°С и относительной влажности 33-36%, удаление незакрытых слоев золота осуществляется в растворе водной смеси 0,1 М Na2S2O3, 1,0 М КОН, 0,01 М K3Fe(CN)6 и 0,001 М K4Fe(CN)6 в соотношении 1:1:1:1 (V/V/V/V) при постоянном перемешивании и температуре раствора 22°С, отделение наночастиц от подложки путем удаления растворимого подслоя ZnO в 10% водном растворе лимонной кислоты при постоянном перемешивании и температуре раствора 22°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020125606A RU2743516C1 (ru) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | Способ получения ферромагнитных наночастиц-дисков с помощью зондовой литографии и жидкого химического травления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020125606A RU2743516C1 (ru) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | Способ получения ферромагнитных наночастиц-дисков с помощью зондовой литографии и жидкого химического травления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2743516C1 true RU2743516C1 (ru) | 2021-02-19 |
Family
ID=74666331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020125606A RU2743516C1 (ru) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | Способ получения ферромагнитных наночастиц-дисков с помощью зондовой литографии и жидкого химического травления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2743516C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU222982U1 (ru) * | 2023-07-10 | 2024-01-25 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Магнитный нанодиск, функционализированный аптамерами к целевым белкам злокачественных новообразований, который обеспечивает возможность адресной деструкции клеток-мишеней в биологически безопасном низкочастотном электромагнитном поле |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030020025A1 (en) * | 2000-01-22 | 2003-01-30 | Yoshikazu Nakayama And Daiken Chemical Co., Ltd. | Lithographic method using ultra-fine probe needle |
| WO2006130914A1 (en) * | 2005-06-08 | 2006-12-14 | Wriota Pty Ltd | A patterning process |
| RU2300158C1 (ru) * | 2005-09-29 | 2007-05-27 | Институт микроэлектроники и информатики РАН | Способ формирования субмикронной и нанометровой структуры |
| RU2435730C1 (ru) * | 2010-07-13 | 2011-12-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик Министерство образования и науки | Способ изготовления наноразмерных проволочных кремниевых структур |
| RU2619811C1 (ru) * | 2015-12-22 | 2017-05-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Способ изготовления элементов с наноструктурами для локальных зондовых систем |
-
2020
- 2020-07-27 RU RU2020125606A patent/RU2743516C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030020025A1 (en) * | 2000-01-22 | 2003-01-30 | Yoshikazu Nakayama And Daiken Chemical Co., Ltd. | Lithographic method using ultra-fine probe needle |
| WO2006130914A1 (en) * | 2005-06-08 | 2006-12-14 | Wriota Pty Ltd | A patterning process |
| RU2300158C1 (ru) * | 2005-09-29 | 2007-05-27 | Институт микроэлектроники и информатики РАН | Способ формирования субмикронной и нанометровой структуры |
| RU2435730C1 (ru) * | 2010-07-13 | 2011-12-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик Министерство образования и науки | Способ изготовления наноразмерных проволочных кремниевых структур |
| RU2619811C1 (ru) * | 2015-12-22 | 2017-05-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Способ изготовления элементов с наноструктурами для локальных зондовых систем |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Kim Р.D. et al., The antitumor effect of magnetic nanodisks and DNA aptamer conjugates, Doklady Biochemistry and Biophysics, Pleiades Publishing, 2016, T. 466, N 1, с. 66-69. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU222982U1 (ru) * | 2023-07-10 | 2024-01-25 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Магнитный нанодиск, функционализированный аптамерами к целевым белкам злокачественных новообразований, который обеспечивает возможность адресной деструкции клеток-мишеней в биологически безопасном низкочастотном электромагнитном поле |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kumar et al. | Functionalized nanoparticles: Tailoring properties through surface energetics and coordination chemistry for advanced biomedical applications | |
| Zare et al. | Nonspherical metal‐based nanoarchitectures: synthesis and impact of size, shape, and composition on their biological activity | |
| Karaca et al. | Gold–nickel nanowires as nanomotors for cancer marker biodetection and chemotherapeutic drug delivery | |
| Riehemann et al. | Nanomedicine—challenge and perspectives | |
| Gagner et al. | Engineering nanomaterials for biomedical applications requires understanding the nano-bio interface: a perspective | |
| Safi et al. | Interactions between magnetic nanowires and living cells: uptake, toxicity, and degradation | |
| Jishkariani et al. | Preparation and self-assembly of dendronized Janus Fe3O4–pt and Fe3O4–au heterodimers | |
| US8916200B2 (en) | Nanoimprint lithography formation of functional nanoparticles using dual release layers | |
| Yesildag et al. | Micro-patterning of PEG-based hydrogels with gold nanoparticles using a reactive micro-contact-printing approach | |
| Lyon et al. | Synthesis of Fe oxide core/Au shell nanoparticles by iterative hydroxylamine seeding | |
| US20130236881A1 (en) | Three-dimensional metal-coated nanostructures on substrate surfaces, method for producing same and use thereof | |
| US10464037B2 (en) | Method for encapsulating a nanostructure, coated nanostructure and use of a coated nanostructure | |
| Tiwari et al. | Advanced Sensor and Detection Materials | |
| Reznickova et al. | Gold, silver and carbon nanoparticles grafted on activated polymers for biomedical applications | |
| Mora et al. | Cost-effective design of high-magnetic moment nanostructures for biotechnological applications | |
| Tomar et al. | A critical review on nanoparticle synthesis: physicochemical v/s biological approach | |
| Trivedi et al. | Gold nanoparticulate drug delivery system: a review | |
| Patel et al. | Application of nanotechnology in cancers prevention, early detection and treatment | |
| Kumar et al. | Historical perspective of nanotechnology and functionalized nanomaterials | |
| Ma et al. | Plasma synthesis of carbon magnetic nanoparticles and immobilization of doxorubicin for targeted drug delivery | |
| US20130337034A1 (en) | Biofunctionalized magnetic nanowires | |
| Dik et al. | Synthesis and biomedical applications of polymer-functionalized magnetic nanoparticles | |
| Fernandes et al. | Bioactive hybrid nanowires: a new in trend for site-specific drug delivery and targeting | |
| US12359220B2 (en) | Guided magnetic nanostructures for targeted and high-throughput intracellular delivery | |
| Savaloni et al. | Antibacterial effect, structural characterization, and some applications of silver chiral nano-flower sculptured thin films |