Projektdaten

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Entwicklung von beschichteten magnetischen Nanopartikeln mit kleinem Durchmesser und einer hohen Heizleistung in einem elektromagnetischen Wechselfeld

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Werden magnetische Nanopartikel einem magnetischen Wechselfeld ausgesetzt, so erwärmen sich diese Partikel aufgrund der in ihnen auftretenden Ummagnetisierungsverluste und sie geben diese Wärme an ihre Umgebung ab. Als „Magnetische Hyperthermie" findet dieses Prinzip Anwendung in der minimalinvasiven Tumortherapie. Außerhalb der Medizinforschung sind keine Anwendungen dieser magnetischen Nanopartikelerwärmung bekannt, obwohl die kontaktlose Erwärmung für technische oder produzierende Prozesse Vorteile hat. Da die magnetische Hyperthermie in der Medizin aufgrund der Patientensicherheit bestimmten Limitierungen hinsichtlich des zu verwendenden magnetischen Feldes unterliegt, ist auch die erreichbare Heizleistung der eingesetzten magnetischen Nanopartikel begrenzt. Für technische Anwendungen können deutlich stärkere und hochfrequentere Magnetfelder zum Einsatz kommen. Dies bedeutet eine deutliche Steigerung der Heizleistung der magnetischen Partikel, wenn diese jetzt für den Einsatz bei stärkeren Magnetfeldern optimiert werden. Diese neu entwickelten Nanopartikel sollen verwendet werden um das magneto-thermische Auslesen von Teststreifen zum Nachweis von Pathogenen (z.B. SARS) zu realisieren. Dazu müssen im ersten Schritt magnetische Nanopartikel mit einer hohen spezifischen Heizleistung bei leistungsstärkeren und hochfrequenteren Magnetfeldern als den bisher verwendeten Feldern entwickelt werden. Zeitgleich wird ein Aufbau z Erzeugung dieser hochfrequenten Magnetfelder entwickelt. Diese Arbeiten werden durch Simulationen mit dem Ziel der optimalen Anpassung der magnetischen Felder an die Eigenschaften der magnetischen Nanopartikel unterstützt. Die entwickelten Nanopartikel werden dann in einen Schnellteststreifen implementiert, bei welchem der Nachweis der Pathogene mittels Anreicherung der Nanopartikel über eine Antikörperreaktion erfolgt und diese Anreicherung mittels einer thermischen Reaktion bei magnetisch induzierter Erwärmung visuell/optisch nachgewiesen wird.