De beweging van magnetische deeltjes terwijl ze door een magnetisch veld gaan, wordt magnetoforese genoemd. Tot nu, er was niet veel bekend over de factoren die deze deeltjes en hun beweging beïnvloeden. Nutsvoorzieningen, onderzoekers van de University of Illinois Chicago beschrijven verschillende fundamentele processen die verband houden met de beweging van magnetische deeltjes door vloeistoffen terwijl ze door een magnetisch veld worden getrokken.

Hun bevindingen worden gerapporteerd in het tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences .

Meer weten over de beweging van magnetische deeltjes terwijl ze door een magnetisch veld gaan, heeft talloze toepassingen, inclusief medicijnafgifte, biosensoren, moleculaire beeldvorming, en katalyse. Bijvoorbeeld, magnetische nanodeeltjes geladen met medicijnen kunnen worden afgeleverd op discrete plekken in het lichaam nadat ze met magneten in de bloedbaan of cerebrospinale vloeistof zijn geïnjecteerd. Dit proces wordt momenteel gebruikt in sommige vormen van chemotherapie voor de behandeling van kanker.

"We moeten meer weten over hoe magnetische deeltjes bewegen, zodat we beter kunnen voorspellen hoe snel ze bewegen, hoeveel zullen hun doelen bereiken en wanneer en welke factoren hun gedrag beïnvloeden terwijl ze door verschillende vloeistoffen bewegen, " zei Meenesh Singh, UIC-assistent-professor chemische technologie aan het College of Engineering en corresponderende auteur op het papier.

Meenesh en collega's ontdekten dat vier belangrijke factoren de beweging van magnetische deeltjes beïnvloeden:het verschil tussen de magnetische eigenschappen van de deeltjes en de oplossing waar ze doorheen bewegen, de gradiënt van het magnetische veld, de magnetische interacties tussen deeltjes of hoeveel ze aan elkaar plakken, en de interactie van elektrische ladingen op deeltjes met het magnetische veld.

"We kunnen voortbouwen op deze nieuwe kennis om de specificiteit te vergroten waarmee magnetische nanodeeltjes de gewenste doelweefsels in het centrale zenuwstelsel bereiken, " zei Andreas Linninger, UIC-hoogleraar bio-engineering aan het College of Engineering en eerste auteur van het papier.

Op basis van deze bevindingen, de onderzoekers creëerden een wiskundige formule met al deze factoren inbegrepen. Met behulp van gegevens uit de echte wereld, ze vulden hun model en waren in staat om de snelheid en locatie van deeltjes in echte systemen nauwkeurig te voorspellen.

"Door ons model te gebruiken, artsen en onderzoekers zullen beter in staat zijn om magnetische nanodeeltjes te ontwerpen om medicijnen of andere moleculen af ​​te leveren en dit veel nauwkeuriger doen, Meenesh zei. "Dit model kan ook de beweging van geladen magnetische deeltjes in verschillende toepassingen voorspellen, inclusief de afbuiging van geladen deeltjes in de magnetosfeer van de aarde."