journal article·2023Open access

Cascade strategy for triggered radical release by magnetic nanoparticles grafted with thermosensitive alkoxyamine

Basile Bouvet, Saad Sene, Gautier Félix, Jeffrey Havot, Gerard Audran, Sylvain R. A. Marque, Joulia Larionova, Yannick Guari

Nanoscale· Volume 15· Issue 1

Abstract

The design of smart nanoplatforms presenting well-definite structures able to achieve controlled cascade action remotely triggered by external stimuli presents a great challenge. We report here a new nanosystem consisting of magnetic iron oxide nanoparticles covalently grafted with a thermosensitive radical initiator alkoxyamine, able to provide controlled and localized release of free radicals triggered by an alternating current (ac) magnetic field. These nanoparticles exhibit a high intrinsic loss power of 4.73 nHm2 kg-1 providing rapid heating of their surface under the action of an ac field, inducing the homolysis of alkoxyamine C-ON bond and then the oxygen-independent formation of radicals. This latter was demonstrated by electronic paramagnetic resonance spectroscopy, and the kinetics of homolysis has been investigated allowing a comparison of the temperature of alkoxyamine's homolysis with the one measured during the magnetothermia process.
Source: europepmc · Quality: candidate unverified · Source record ↗

Research context

OpenAlex topics: Nanoparticle-Based Drug Delivery · Gold and Silver Nanoparticles Synthesis and Applications · Spectroscopy and Quantum Chemical Studies

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

ICGM, Univ. Montpellier, CNRS, ENSCM, CNRS Montpellier, France

Aix Marseille Univ., CNRS, ICR, UMR 7273, Avenue Escadrille Normandie-Niemen, 13397 Marseille CEDEX 20, France

Funding

Université de Montpellier · Aix-Marseille Université · Centre National de la Recherche Scientifique · Agence Nationale de la Recherche

References (63)

Show source-provided references
1. Gavilán · Chem. Soc. Rev. · 2021 · 50 · 1161410.1039/D1CS00427A ↗
2. Ibelli · Int. J. Hyperthermia · 2018 · 34 · 14410.1080/02656736.2017.1369173 ↗
3. Périgo · Appl. Phys. Rev. · 2015 · 2 · 04130210.1063/1.4935688 ↗
4. Xu · Front. Bioeng. Biotechnol. · 2019 · 7 · 14110.3389/fbioe.2019.00141 ↗
5. Gallo-Cordova · J. Cleaner Prod. · 2021 · 308 · 12738510.1016/j.jclepro.2021.127385 ↗
6. Munoz · J. Environ. Chem. Eng. · 2020 · 8 · 10408510.1016/j.jece.2020.104085 ↗
7. Martínez-Prieto · ACS Appl. Nano Mater. · 2020 · 3 · 707610.1021/acsanm.0c01392 ↗
8. Marbaix · ACS Appl. Nano Mater. · 2020 · 3 · 376710.1021/acsanm.0c00444 ↗
9. Lee · Nano Lett. · 2020 · 20 · 698110.1021/acs.nanolett.0c01507 ↗
10. Meffre · Nano Lett. · 2015 · 15 · 324110.1021/acs.nanolett.5b00446 ↗
11. Ceylan · Angew. Chem., Int. Ed. · 2008 · 47 · 895010.1002/anie.200801474 ↗
12. Armenia · J. Colloid Interface Sci. · 2019 · 537 · 61510.1016/j.jcis.2018.11.058 ↗
13. Suzuki · Biochem. Biophys. Rep. · 2016 · 8 · 360
14. Suzuki · PLoS One · 2015 · 10 · e012767310.1371/journal.pone.0127673 ↗
15. Spirou · Nanomaterials · 2018 · 8 · 40110.3390/nano8060401 ↗
16. Guardia · J. Mater. Chem. B · 2014 · 2 · 442610.1039/c4tb00061g ↗
17. Salas · J. Phys. Chem. C · 2014 · 118 · 1998510.1021/jp5041234 ↗
18. Moros · Adv. Drug Delivery Rev. · 2019 · 138 · 32610.1016/j.addr.2018.10.004 ↗
19. Liu · Wiley Interdiscip. Rev.: Nanomed. Nanobiotechnol. · 2019 · 11 · e1571
20. Mura · Nat. Mater. · 2013 · 12 · 99110.1038/nmat3776 ↗
21. Chen · Chem. Soc. Rev. · 2020 · 49 · 905710.1039/D0CS00607F ↗
22. Zhang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2021 · 13 · 5239510.1021/acsami.1c15717 ↗
23. Jauregui · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2018 · 10 · 3384710.1021/acsami.8b09751 ↗
24. Parasuraman · ChemPhysChem · 2012 · 13 · 250710.1002/cphc.201200025 ↗
25. Kainz · Acc. Chem. Res. · 2014 · 47 · 66710.1021/ar400236y ↗
26. Hemery · J. Phys. D: Appl. Phys. · 2015 · 48 · 49400110.1088/0022-3727/48/49/494001 ↗
27. Huang · Nano Lett. · 2021 · 21 · 292610.1021/acs.nanolett.1c00009 ↗
28. Huang · Nat. Nanotechnol. · 2010 · 5 · 60210.1038/nnano.2010.125 ↗
29. Ovejero · Nano Lett. · 2021 · 21 · 721310.1021/acs.nanolett.1c02178 ↗
30. Díaz-Puerto · Nanoscale · 2021 · 13 · 1243810.1039/D1NR02283K ↗
31. Faure · J. Phys. Chem. C · 2020 · 124 · 2225910.1021/acs.jpcc.0c03350 ↗
32. Davis · Biophys. J. · 2020 · 118 · 150210.1016/j.bpj.2020.01.028 ↗
33. Dias · Angew. Chem., Int. Ed. · 2013 · 52 · 1152610.1002/anie.201305835 ↗
34. Audran · Polymers · 2020 · 12 · 148110.3390/polym12071481 ↗
35. Edeleva · Materials · 2019 · 12 · 68810.3390/ma12050688 ↗
36. E. G.Bagryanskaya and S. R. A.Marque , Nitroxide Mediated Polymerization: From Fundamentals to Applications in Materials Science , The Royal Society of Chemistry , 2016 , pp. 45–113 . 10.1039/9781782622635-0004510.1039/9781782622635-00045 ↗
37. Bertin · Chem. Soc. Rev. · 2011 · 40 · 218910.1039/c0cs00110d ↗
38. Larue · ACS Appl. Bio Mater. · 2021 · 4 · 133010.1021/acsabm.0c01227 ↗
39. Guselnikova · Chem. Sci. · 2021 · 12 · 415410.1039/D0SC06470J ↗
40. Albalat · Org. Chem. Front. · 2020 · 7 · 291610.1039/D0QO00559B ↗
41. Guselnikova · J. Mater. Chem. A · 2019 · 7 · 1241410.1039/C9TA01630A ↗
42. Audran · Org. Chem. Front. · 2019 · 6 · 366310.1039/C9QO00899C ↗
43. Scaiano · Can. J. Chem. · 1997 · 75 · 9210.1139/v97-014 ↗
44. Reyser · Molecules · 2020 · 25 · 383810.3390/molecules25173838 ↗
45. Yamasaki · Bioorg. Med. Chem. · 2019 · 27 · 194210.1016/j.bmc.2019.03.029 ↗
46. Moncelet · Mol. Pharm. · 2014 · 11 · 241210.1021/mp5001394 ↗
47. Yu · Chem. Commun. · 2004 · 230610.1039/B409601K ↗
48. Lartigue · J. Nanosci. Nanotechnol. · 2019 · 19 · 500010.1166/jnn.2019.16790 ↗
49. Kenouche · Powder Technol. · 2014 · 255 · 6010.1016/j.powtec.2013.07.038 ↗
50. Bordonali · J. Phys.: Condens. Matter · 2013 · 25 · 066008
51. Lartigue · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 1045910.1021/ja111448t ↗
52. Benbenishty-Shamir · Langmuir · 2011 · 27 · 1208210.1021/la202190x ↗
53. Lartigue · Org. Lett. · 2009 · 11 · 299210.1021/ol900949y ↗
54. Akakuru · Appl. Mater. Today · 2020 · 18 · 10052410.1016/j.apmt.2019.100524 ↗
55. Hou · Angew. Chem., Int. Ed. · 2007 · 46 · 632910.1002/anie.200701694 ↗
56. Sun · Colloids Surf., A · 2004 · 245 · 1510.1016/j.colsurfa.2004.05.009 ↗
57. Okamura · J. Phys. Soc. Jpn. · 1995 · 64 · 348410.1143/JPSJ.64.3484 ↗
58. Mitra · J. Phys. Chem. C · 2014 · 118 · 1935610.1021/jp501652e ↗
59. Néel · Ann. Geophys. · 1949 · 5 · 99
60. Lanier · Int. J. Hyperthermia · 2019 · 36 · 68610.1080/02656736.2019.1628313 ↗
61. Wildeboer · J. Phys. D: Appl. Phys. · 2014 · 47 · 49500310.1088/0022-3727/47/49/495003 ↗
62. Marque · Macromolecules · 2000 · 33 · 440310.1021/ma9918452 ↗
63. Polo-Corrales · J. Appl. Phys. · 2012 · 111 · 07B33410.1063/1.3680532 ↗