Мультимодальные люминесцентные апконверсионные сенсоры температуры NaYF4:Yb,Er,Tm для биологических приложений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Синтезированы частицы NaYF4:Yb3+/Er3+/Tm3+ в форме стержней размерами 0.21×0.77 мкм2, характеризующиеся наличием апконверсионной люминесценцией в видимом и ближнем инфракрасном спектральных диапазонах при облучении на длине волны 980 нм. Показана возможность их применения в качестве мультимодальных люминесцентных сенсоров температуры в диапазоне 250—350 К на основе калибровки ратиометрическим методом спектральных полос на длинах волн 525, 545, 655, 700 и 805 нм, что представляет особый интерес для биологических приложений.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. О. Митюшкин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Автор, ответственный за переписку.
Email: m1tyushck1n@yandex.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

А. Г. Шмелев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: m1tyushck1n@yandex.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

А. В. Леонтьев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: m1tyushck1n@yandex.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

Л. А. Нуртдинова

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: m1tyushck1n@yandex.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

Д. К. Жарков

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: m1tyushck1n@yandex.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

В. Г. Никифоров

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: m1tyushck1n@yandex.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

Список литературы

  1. Gao L., Shan X., Xu X. et al. // Nanoscale. 2020. V. 12. P. 18595.
  2. Ghazy A., Safdar M., Lastusaari M. et al. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2021. V. 230. Art. No. 111234.
  3. Suo H., Zhu Q., Zhang X. et al. // Mater. Today Phys. 2021. V. 21. Art. No. 100520.
  4. Arai M.S., de Camargo S.S. // Nanoscale Adv. 2021. V. 3. P. 5135.
  5. Zhang L., Jin D., Stenzel M.H. // Biomacromolecules. 2021. V. 22. P. 3168.
  6. Zhang Y., Zhu X., Zhang J. et al. // J. Colloid Interface Sci. 2021. V. 600. P. 513.
  7. Li Y., Chen G. // Adv. Biomed. Res. 2022. V. 2. Art. No. 2200092.
  8. Bloembergen N. // Phys. Rev. Lett. 1959. V. 2. No. 3. P. 84.
  9. Auzel F. // J. Luminescence. 1990. V. 45. P. 341.
  10. Dong H., Sun L.-D., Yan C.-H. // Nanoscale. 2013. V. 5. P. 5703.
  11. Gao C., Zheng P., Liu Q. et al. // Nanomaterials. 2021. V. 11. No. 10. P. 2474.
  12. Fan J., Zhang S., Li F. et al. // Cellulose. 2020. V. 27. P. 9157.
  13. Skwierczynska M., Stopikowska N., Kulpinski P. et al. // Nanomaterials. 2022. V. 12. No. 11. P. 1926.
  14. Brites C.D.S., Lima P.P., Silva N.J.O. et al. // Nanoscale. 2012. V. 4. P. 4799.
  15. Suo H., Zhao X., Zhang Z. et al. // Laser Photon. Rev. 2021. V. 15. No. 1. P. 2000319.
  16. Jin H., Yang M., Gui R. // Nanoscale. 2023. V. 15. No. 24. P. 859.
  17. Brites C.D.S., Balabhadra S., Carlos L.D. // Adv. Opt. Mater. 2019. V. 7. P. 1801239.
  18. Zhou Y. // Opt. Letters. 2015. V. 40. P. 4544.
  19. Li H., Yu M., Dai J. et al. // Nanomaterials. 2023. V. 13. No. 11. P. 1704.
  20. Runowski M., Wozny P., Martin I.R. // J. Mater. Chem. C. 2021. V. 9. P. 4643.
  21. Guo J., Zhou B., Yang C. et al. // Adv. Funct. Mater. 2019. V. 29. No. 33. Art. No. 1902898.
  22. Gao X, Song F., Ju D. // CrystEngComm. 2020. V. 22. P. 7066.
  23. Zhang G., Qiang Q., Du S. et al. // RSC Advances. 2018. V. 8. P. 9512.
  24. Zhang J., An S., Zhang Y. et al. // Spectrochim. Acta A. 2022. V. 265. P. 120402.
  25. Ying W., He J., Fan X. et al. // J. Mater. Chem. C. 2023. V. 11. P. 8758.
  26. Wang Y., Song S., Zhang S. et al. // Nano Today. 2019. V. 25. P. 38.
  27. Xu L., Li J., Lu K. et al. // ACS Appl. Nano Mater. 2020. V. 3. V. 2517.
  28. Li P., Jia M., Liu G. et al. // ACS Appl. Bio Mater. 2019. V. 4. No. 7. P. 1732.
  29. Bon P., Cognet L. // ACS Photonics. 2022. V. 9. No. 8. P. 2538.
  30. Lahoti H.S., Jogdand S.D. // Cureus. 2022. V. 14. No. 9. Art. No. 28923.
  31. Wallyn J, Anton N, Akram S. et al. // Pharm Res. 2019. V. 36. No. 6. Art. No. 78.
  32. Huang J., Wang X., Shao A. et al. // Materials. 2019. V. 12. P. 3711
  33. Jin X., Leow S.W., Fang Y., Wong L.H. // J. Mater. Chem. A. 2023. V. 11. P. 12992.
  34. Bastos V., Oskoei P., Andresen E. et al. // Sci. Reports. 2022. V. 12. P. 3770.
  35. Liang X., Fan J., Zhao Y., Jin R. // J. Rare Earths. 2021. V. 39. No 5. P. 579.
  36. Rabouw F.T., Prins P.T., Villanueva-Delgado P. et al. // ACS Nano. 2018. V. 12. No. 5. P. 4812.
  37. MacKenzie L. E., Alvarez-Ruiz D., Pal R. // Royal. Soc. Open Sci. 2022. V. 9. Art. No. 211508.
  38. Митюшкин Е.О., Жарков Д.К., Леонтьев А.В. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2024. Т. 87. № 12. С. 1724, Mityushkin E.O., Zharkov D.K., Leontyev A.V. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 12. P. 1806.
  39. Nikiforov V.G. // Chem. Phys. 2021. V. 551. Art. No. 111337.
  40. Pollnau M., Gamelin D.R., Luthi S.R. et al. // Phys. Rev. B. 2000. V. 61. No. 5. P. 3337.
  41. Lu H., Hao H., Gao Y. et al. // Microchim. Acta. 2017. V. 184. P. 641.
  42. Li J., Wang Y., Zhang X. et al. // Nanomaterials. 2021. V. 11. P. 2660.
  43. Liu S., Cui J., Jia J. et al. // Ceram. Int. 2019. V. 45. No. 1. P. 1.
  44. Lu H., Hao H., Shi G. et al. // RSC Advances. 2016. V. 6. P. 55307.
  45. Lu H., Hao H., Gao Y. et al. // Microchim. Acta. 2017. V. 184. P. 641.
  46. Xia H., Lei L., Xia J. et al. // J. Luminescence. 2019. V. 209. P. 8.
  47. Chen S., Song W., Cao J. et al. // J. Alloys Compounds. 2020. V. 825. Art. No. 154011.
  48. Stopikowska N., Runowski M., Wozny P. et al. // J. Luminescence. 2020. V. 228. Art. No. 117643.
  49. Li P., Jia M., Liu G. et al. // ACS Appl. Bio Mater. 2019. V. 2. P. 1732.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. СЭМ изображение микрочастиц NaYF4: Yb3+/Er3+/Tm3+ (а). Распределение микрочастиц по размерам: длина (б) и ширина (в).

Скачать (799KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Спектр апконверсионной люминесценции микрочастиц NaYF4:Yb3+/Er3+/Tm3+ при возбуждении лазером с длиной волны 980 нм (а). Зависимость интенсивности люминесценции от мощности возбуждающего излучения (б). Схематическая диаграмма энергетических уровней и процессы переноса в апконверсионных наночастицах NaYF4, легированных ионами Yb3+, Er3+ и Tm3+ (в).

Скачать (614KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Спектры апконверсионной люминесценции микрочастиц NaYF4:Yb3+/Er3+/Tm3+ при разной температуре.

Скачать (225KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Температурная зависимость R525/545(T) (зеленые квадраты — экспериментальные данные, зеленая сплошная линия — калибровочная кривая), зависимость абсолютной чувствительности S525/545 от температуры T (синяя сплошная линия).

Скачать (246KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Температурные зависимости R805/655(T) (а) и R805/700(T) (б) для излучательтных переходов с уровней 3H4(Tm3+) и 4F9/2(Er3+),3H4(Tm3+) и 3F2(Tm3+) (бордовые квадраты — экспериментальные данные, бордовая сплошная линия — аппроксимация), зависимость абсолютных чувствительностей S805/655 и S805/700 от температуры T (синие сплошные линии).

Скачать (510KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Температурные зависимости R525/655(T) (а), R525/700(T) (б), R525/805(T) (в) и R545/805(T) (г) (красные квадраты — экспериментальные данные, красная сплошная линия — калибровочная кривая), зависимость абсолютных чувствительностей S525/655, S525/700, S525/805 и S545/805 от температуры Т (синие сплошные линии).

Скачать (873KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».