The system for complex magnetic susceptibility measurement of nanoparticles with 3D printed carcass for integrated receive coils

The article concerns the research on the properties of core-shell superparamagnetic nanoparticles in the context of their use in medicine for diagnostics and therapy. The article presents a system for impedance (AC) spectroscopy of nanoparticles with a new arrangement of receive coils. A significant modification was the position of the reference coil in relation to the receive coils as well as the method of winding and routing the wires on the carcass. The 3D printing technique was used in the production of the measuring coil system. The aim of the work was to experimentally verify the developed measurement system and analyze its properties. The system tests were carried out at low frequencies ranging from 2 to 50 kHz. Complex magnetic susceptibility was measured for superparamagnetic iron oxide nanoparticles in polymer shells in a physiological saline solution. The obtained results confirmed the relevance of the concept of the measurements. In summary, the observed properties of the realized system are discussed and further directions of its development are proposed.

Artykuł dotyczy badań właściwości nanocząstek superparamagnetycznych typu rdzeń-powłoka w kontekście wykorzystania ich w medycynie do diagnostyki jak i terapii. W artykule przedstawiono układ do spektroskopii impedancyjnej (AC) nanocząstek z nowym układem cewek odbiorczych. Istotną modyfikacją była pozycja cewki referencyjnej względem cewek odbiorczych jak również sposób nawijania i prowadzenia przewodów na karkasie. W realizacji układu cewek pomiarowych wykorzystana została technika druku 3D. Celem pracy była eksperymentalna weryfikacja opracowanego układu pomiarowego i analiza jego własności. Testy układu zostały przeprowadzone dla niskich częstotliwości w zakresie od 2 do 50 kHz. Pomiary zespolonej podatności magnetycznej dokonano dla nanocząstek superparamagnetycznych tlenku żelaza w otoczkach polimerowych w roztworze soli fizjologicznej. Uzyskane wyniki potwierdziły poprawność koncepcji realizacji pomiarów. W podsumowaniu omówiono zaobserwowane własności zrealizowanego układu i zaproponowano dalsze kierunki jego rozwoju.