Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2023, выпуск 6 » Статья стр. 787
<<<>>>
Трансформации спектров фотолюминесценции наноразмерных апконвертирующих фосфоров фантомами биологических тканей
DOI: 10.21883/OS.2023.06.55912.124-23
Переводная версия: 10.61011/EOS.2023.06.56661.124-23
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), Аспиранты, 20-32-90218_Аспиранты
Государственное задание ФНИЦ ” Кристаллография и фотоника“ РАН
Трифанова Е.М.1, Николаева М.Е.2, Свиридов А.П.1, Попов В.К.1
1Институт фотонных технологий (ИФТ), ФНИЦ Кристаллография и фотоника" РАН, Москва, Троицк, Россия
2Московский Педагогический Государственный Университет, Москва, Россия
Email: em.trifanova@gmail.com, mesarycheva@gmail.com, sviridov@laser.ru, popov@laser.ru.
Поступила в редакцию: 21 марта 2023 г.
В окончательной редакции: 14 апреля 2023 г.
Принята к печати: 17 апреля 2023 г.
Выставление онлайн: 19 июля 2023 г.
PDF версия
Для имитации биологических тканей в лабораторных условиях часто используются их фантомы, изготовленные на основе материалов природного и синтетического происхождения, а также их гидрогелей и разнообразных биоактивных композиций. Для визуализации биотканей и изучения происходящих с ними процессов в исследованиях in vitro и in vivo в реальном масштабе времени сегодня активно применяются наноразмерные апконвертирующие фосфоры (НАФ), обладающие целым набором уникальных фотолюминесцентных свойств и являющиеся одним из перспективных компонентов современного инструментария неинвазивной оптической диагностики организма человека и животных. Нами проведен синтез и комплексная характеризация таких НАФ на основе наночастиц β-NaYF4:Yb3+:Er3+/NaYF4, эффективно преобразующих излучение ближнего ИК диапазона в видимую область спектра. Разработан процесс их инкапсуляции в структуру алифатических полиэфиров и формирования биорезорбируемых полилактогликолидных матриксов методом антисольвентной 3D-печати. Изготовлены два типа фантомов биоткани на основе агарозы, ультрапастеризованного коровьего молока и меланина. Проведены характеризация и анализ их оптических свойств. Исследованы трансформации спектра фотолюминесценции синтезированных НАФ при прохождении их излучения сквозь эти фантомы и реализована визуализация размещенных в них фотолюминесцентных полиэфирных матриксов. Ключевые слова: наночастицы, фосфоры, фотолюминесценция, люминесцентная визуализация, фантомы биологических тканей, агароза, меланин, алифатические полиэфиры.
  1. L. Cheng, K. Yang, S. Zhang, M. Shao, S. Lee, Z. Liu. Nano Res., 3 (10), 722 (2010). DOI: 10.1007/s12274-010-0036-2
  2. J. Zhou, Z. Liu, F. Li. Chem. Soc. Rev., 41 (3), 1323 (2012). DOI: 10.1039/C1CS15187H
  3. Е.М. Трифанова, М.Е. Николаева, В.К. Попов. Перспективные Материалы, 12, 40 (2021). DOI: 10.30791/1028-978X-2021-12-40-50
  4. E. Hemmer, N. Venkatachalam, H. Hyodo, A. Hattori, Y. Ebina, H. Kishimoto, K. Soga. Nanoscale, 5 (23), 11339 (2013). DOI: 10.1039/c3nr02286b
  5. L. Bachmann, D.M. Zezell, A. da C. Ribeiro, L. Gomes, A.S. Ito. Appl. Spectrosc. Rev., 41 (6), 575 (2006). DOI: 10.1080/05704920600929498
  6. Laser-induced interstitial thermotherapy, ed. by A. Roggan, G. Muller (SPIE Press, Bellingham, WA, 1995), p. 10-44
  7. M. Lualdi, A. Colombo, A. Mari, S. Tomatis, R. Marchesini. J. Laser Appl., 14 (2), 122 (2002). DOI: 10.2351/1.1475339
  8. C. Ianniello, J.A. de Zwart, Q. Duan, C.M. Deniz, L. Alon, J.S. Lee, R. Lattanzi, R. Brown. Magn. Reson. Med., 80 (1), 413 (2018). DOI: 10.1002/mrm.27005
  9. B.L. Oliveira, D. OLoughlin, M. OHalloran, E. Porter, M. Glavin, E. Jones. Biomed. Phys. Eng. Express, 4 (2), (2018). DOI: 10.1088/2057-1976/aaaaff
  10. K. Zell, J.I. Sperl, M.W. Vogel, R. Niessner, C. Haisch. Phys. Med. Biol., 52 (20), 475 (2007). DOI: 10.1088/0031-9155/52/20/N02
  11. A.V Kondyurin, A.P. Sviridov. Quantum Electron., 38 (7), 641 (2008)
  12. B.W. Pogue, M.S. Patterson. J. Biomed. Opt., 11 (4), 041102 (2006). DOI: 10.1117/1.2335429
  13. Handbook of Optical Biomedical Diagnostics, ed. by V.V. Tuchin (SPIE Press, Bellingham, WA, 2002), ch. 5, p. 311-354
  14. E. Amidi, G. Yang, K.M.S. Uddin, R. Wahidi, Q. Zhu. In: Photons Plus Ultrasound: Imaging and Sensing 2019, ed. by A.A. Oraevsky, L.V. Wang (SPIE Press, San Francisco, CA, 2019), p. 157. DOI: 10.1117/12.2507938
  15. E. Maneas, W. Xia, O. Ogunlade, M. Fonseca, D.I. Nikitichev, A.L. David, S.J. West, S. Ourselin, J.C. Hebden, T. Vercauteren, A.E. Desjardins. Biomed. Opt. Express, 9 (3), 1151 (2018). DOI: 10.1364/boe.9.001151
  16. S. Mosca, P. Lanka, N. Stone, S. Konugolu Venkata Sekar, P. Matousek, G. Valentini, A. Pifferi. Biomed. Opt. Express, 11 (3), 1697 (2020). DOI: 10.1364/boe.386349
  17. M.Z. Vardaki, N. Kourkoumelis. Biomed. Eng. Comput. Biol., 11, 117959722094810 (2020). DOI: 10.1177/1179597220948100
  18. T. Moffitt, Y.-C. Chen, S.A. Prahl. J. Biomed. Opt., 11 (4), 041103 (2006). DOI: 10.1117/1.2240972
  19. S.K.V. Sekar, A. Pacheco, P. Martella, H. Li, P. Lanka, A. Pifferi, S. Andersson-Engels. Biomed. Opt. Express, 10 (4), 2090 (2019). DOI: 10.1364/BOE.10.002090
  20. S.K.V. Sekar, A. Pacheco, P. Martella, H. Li, P. Lanka, A. Pifferi, S. Andersson-Engels. In: European Conference on Biomedical Optics, ed. by H. Dehghani, H. Wabnitz (Optica Publishing Group, 2019), p. 11074_46. DOI: 10.1117/12.2526867
  21. E. Dong, Z. Zhao, M. Wang, Y. Xie, S. Li, P. Shao, L. Cheng, R.X. Xu. J. Biomed. Opt., 20 (12), 121311 (2015). DOI: 10.1117/1.JBO.20.12.121311
  22. A. Mustari, I. Nishidate, M.A. Wares, T. Maeda, S. Kawauchi, S. Sato, M. Sato, Y. Aizu. J. Vis. Exp., 2018 (138), (2018). DOI: 10.3791/57578
  23. P. Lai, X. Xu, L.V. Wang. J. Biomed. Opt., 19 (3), 035002 (2014). DOI: 10.1117/1.JBO.19.3.035002
  24. D.A. Loginova, E.A. Sergeeva, A.D. Krainov, P.D. Agrba, M.Y. Kirillin. Quantum Electron., 46 (6), 528 (2016). DOI: 10.1070/QEL16133
  25. G.M. Spirou, A.A. Oraevsky, I.A. Vitkin, W.M. Whelan. Phys. Med. Biol., 50 (14), 141 (2005). DOI: 10.1088/0031-9155/50/14/N01
  26. J. Sun, K. Fu, M.-Q. Zhu, L. Bickford, E. Post, R. Drezek. Curr. Nanosci., 5 (2), 160 (2009). DOI: 10.2174/157341309788185433
  27. J.R. Cook, R.R. Bouchard, S.Y. Emelianov. Biomed. Opt. Express, 2 (11), 3193 (2011). DOI: 10.1364/boe.2.003193
  28. C. Fajardo, E. Solarte. J. Phys. Conf. Ser., 1547 (1), 012026 (2020). DOI: 10.1088/1742-6596/1547/1/012026
  29. G. Zonios, J. Bykowski, N. Kollias. J. Invest. Dermatol., 117 (6), 1452 (2001)
  30. P. Di Ninni, F. Martelli, G. Zaccanti. Opt. Express, 18 (26), 26854 (2010). DOI: 10.1364/OE.18.026854
  31. A.V. Mironov, O.A. Mironova, M.A. Syachina, V.K. Popov. Polymer (Guildf), 182 (July), 121845 (2019). DOI: 10.1016/j.polymer.2019.121845
  32. А.П. Свиридов, В.С. Жигарьков, А.Г. Шубный, В.И. Юсупов. Квантовая электроника, 50 (1), 81 (2020). DOI: 10.1070/QEL17236
  33. A.N. Generalova, I.K. Kochneva, E.V. Khaydukov, V.A. Semchishen, A.E. Guller, A.V. Nechaev, A.B. Shekhter, V.P. Zubov, A.V. Zvyagin, S.M. Deyev. Nanoscale, 7 (5), 1709 (2015). DOI: 10.1039/C4NR05908E
  34. C.A. Schneider, W.S. Rasband, K.W. Eliceiri. Nat. Methods, 9 (7), 671 (2012). DOI: 10.1038/nmeth.2089
  35. B.B. Тучин. Оптика биологических тканей. Методы рассеяния света в медицинской диагностике (ФИЗМАТЛИТ, Москва, 2012), c. 275-390
  36. G. Mie. Ann. Phys., 331 (8), 597 (1908)
  37. N. Bogdan, F. Vetrone, G.A. Ozin, J.A. Capobianco. Nano Lett., 11 (2), 835 (2011). DOI: 10.1021/nl1041929

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme