در بخشی از این کار پژوهشی ابتدا نانوذرات سوپرپارامغناطیس اکسید آهن به روش همرسوبی در محیط آبی سنتز شد و سپس در اثر کوپل شدن با سیلان a، گروه های واکنش پذیر وینیل بر سطح نانوذرات وارد شد. سپس با استفاده از پلیمریزاسیون رادیکالی، وینیل پیرولیدون بر سطح نانوذرات پلیمریزه شد که محصول بدست آمده به علت خاصیت آبدوستی پلی وینیل پیرولیدون کاملا در آب پایدار می باشد. محاسبه آسایش پذیری در میدان 5/1 تسلا، مقادیر r1، r2 و r2/r1 را به ترتیب برابر mm-1s-16/2، mm-1s-11/72 و 1/28 بدست داد که حاکی از کارآیی بالای آن به عنوان ماده کنتراست t2 می باشد. در بخش دیگر، نانوذرات سنتز شده به روش همرسوبی در محیط آبی با 3-آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان (aptes) عامل دار شدند و سپس گلیسیدول به روش پلیمریزاسیون آنیونی بر سطح نانوذرات پلیمریزه گردید که منجر به تهیه یک سیال مغناطیسی (ferrofliud) کاملا پایدار گردید. مقادیر آسایش پذیری در سه میدان مغناطیسی5/0، 5/1 و 7 تسلا کارآیی بالای آنها را به عنوان عامل کنتراست منفی در mri نشان داد. تزریق داخل رگی این ماده کنتراست تهیه شده با دزkg / mmol fe1/0 به موش نشان داد که یک کنتراست منفی قوی در مدت 6 دقیقه اول در کبد و کلیه ها بوجود می آید و از اینرو این ماده می تواند برای شناسایی ضایعات این اندام ها مورد استفاده قرار گیرد. تصویربرداری در زمان های مختلف از این اندام ها نشان داد که این ماده کنتراست به خاطر اندازه هیدرودینامیکی پایین و همچنین زیست سازگاری بالای پلی گلیسرول به مرور از طریق کلیه ها دفع می گردد. در بخش دیگری از پروژه حاضر، نانوذرات سوپرپارامغناطیس اکسید آهن به روش همرسوبی در محیط پلی ال سنتز گردید که نتایج بدست آمده نشان داد که نانوذرات بدست آمده دارای شکل کروی بوده و نسبت به ذرات تهیه شده به روش همرسوبی در محیط آبی از توزیع اندازه باریک تری برخوردار می باشند. در ادامه، نانوذرات سنتز شده با 3-تری اتوکسی سیلیل پروپیل سوکسینیک انیدرید (tepsa) پوشش داده شد که نانوذرات پوشش داده شده قادر به تشکیل سیال مغناطیسی فوق العاده پایدار می باشد. این نانوذرات در ادامه با پلی اتیلن گلیکول (peg) پوشش داده شد و آسایش پذیری آنها در مقایسه با ذرات با گروه های آمینی و اسیدی به عنوان تابعی از ph مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که نانوذرات پوشش داده شده با peg در محدوده ph وسیعی بر خلاف ذرات با گروه های اسیدی و آمینی پایدار می باشند. در نهایت به منظور تهیه یک ماده کنتراست دو عامله که قابلیت کاربرد در تصویربرداری های mri و نوری را داشته باشد، اقدام به کوپل رودامین b با نانوذرات اکسید آهن عامل دار شده با aptes گردید. شناسایی های فیزیکوشیمیایی و تصاویر mri و نوری کارآیی محصول تولید شده را به عنوان عامل کنتراست در هر دو روش تصویربرداری به اثبات رساند.

تشخیص زود هنگام بیماری های سرطانی یکی از عوامل مهم در درمان موثر آنهاست چرا که تشخیص تومورهای بدخیم در مراحل اولیه، شانس درمان را افزایش می دهد. تصویربرداری تشدید مغناطیسی (mri) بر پایه ی پدیده ی تشدید مغناطیسی هسته، امکان شناسایی زود هنگام تومورهای سرطانی را به کمک عوامل کنتراست مناسب، میسر نموده است. از این جهت محققین، با چالش های گسترده ای برای دست یابی به مواد مغناطیسی به عنوان عوامل کنتراست کارآمد، جهت نیل به هدف فوق، مواجه هستند. در سال های اخیر نانوذرات ابر پارامغناطیس اکسید آهن، پتانسیل کاربردی بالقوه ای را در حوزه های گوناگون زیستی مانند رهایش کنترل شده ی دارو، جداسازی سلولی، ترمیم بافت، از بین بردن سلول های سرطانی از طریق فرایند هایپرترمیا و عوامل کنتراست در (mri) داشته اند. یکی از پارامترهای مهم در mri که مورد توجه محققین این حوزه است افزایش نرخ واهلش پذیری پروتون های بافت (1/t2)، توسط عوامل کنتراست است. از میان انواع گوناگون نانوذرات ابر پارامغناطیس اکسید آهن، مگنتیت (4o3fe) به علت دارا بودن ویژگی های فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد، بویژه میزان مغناطش اشباع (ms) بالا، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. با این وجود یون های 2+fe در ساختار 8 وجهی اسپینل معکوس تمایل زیادی به اکسید شدن در حضور اکسیژن هوا و تبدیل شدن به یون های 3+fe را دارند که این عامل می تواند در کاربرد این نانوذره ایجاد محدودیت نماید. برای حل این مشکل یکی از راهکارها پوشش سطحی نانوذرات مگنتیت با پوشش های محافظ مانند انواع پلیمرها است. در این کار پژوهشی شاره های مغناطیسی زیست سازگاری بر پایه ی نانوذرات مگنتیت پوشش داده شده با انواع گوناگون پوشش های پلیمری مانند دکستران، کیتوسان و پلی اتیلن گلیکول-پلی کاپرولاکتون با روش همرسوبی از نمک های فریک و فروس در محیط قلیایی تهیه شدند. طیف بینی تبدیل فوریه ی مادون قرمز (ft-ir) سنتز نانوذرات مگنتیت پوشش داده شده با پلیمر را اثبات نمود، قطر هیدرودینامیک متوسط نانوذرات با روش پراکندگی دینامیکی نور (dls)، بسته به نوع پوشش پلیمری بین nm 130 تا nm 189 و پتانسیل زتای سطح نانوذرات در محدوده ی 31mv+ تا 24mv - اندازه گیری گردید. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (fe-sem) ساختار شبه کروی نانوذرات با قطر میانگین کمتر از nm 50 را برای هر سه نمونه نشان داد، مغناطیس سنج نمونه ی مرتعش (vsm) رفتار ابر پارامغناطیس نانوذرات سنتز شده را تایید کرده میزان مغناطش اشباع آن ها را به ترتیب معادل emu/g 70/572، 29/085 و 11/690 برای نانوذرات مگنتیت با پوسته ی دکستران، نانوذرات مگنتیت با پوسته ی کیتوسان و نانوذرات میسل مگنتیت-(peg-pcl) تعیین نمود. آزمایش پراش پرتو x (xrd) ساختار کریستالی اسپینل معکوس نانوذرات مگنتیت را نشان داد. در پایان برای بررسی اثر نانوذرات سنتز شده در میزان شدت سیگنال mri ثبت شده، تصاویر وزن t1 و t2 به وسیله ی دستگاه mri بالینی t 1/5برای غلظت های گوناگونی از شاره ی مغناطیسی پایدار به دست آمد. تصاویر وزن t2، تغییر قابل توجه شدت سیگنال با افزایش غلظت آهن در نمونه ها را نشان داد. مقادیر r2، r1 و r2/r1 برای این نمونه ها محاسبه شدند. مقادیرحاصل برای r2 به ترتیب 220/20، 91/44 s-1-1mm و 86/46 و نسبت r2/r1 به ترتیب 17/21، 19/42 و 20/71 برای نانوذرات مگنتیت با پوسته ی دکستران، نانوذرات مگنتیت با پوسته ی کیتوسان و نانوذرات میسل مگنتیت-(peg-pcl) به دست آمد. نتایج نشان داد که نانوذرات مگنتیت با پوشش های پلیمری پتانسیل بالقوه ی بالایی به عنوان عامل کنتراست در mri دارند و با کاهش زمان واهلش t2 می توانند به عنوان عامل کنتراست منفی در تصویربرداری تشدید مغناطیسی عمل نمایند.