Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Наноструктурированные материалы на основе серебра для биомедицинской диагностики методом гигантского комбинационного рассеяния

Ключевые слова:  автореферат

Автор(ы):  А.А.Семенова

21 октября 2012

Одним из перспективных направлений современных исследований является разработка способов синтеза наночастиц для важнейших биомедицинских приложений, таких как диагностика, визуализация, терапия и доставка лекарств. В последнее время значительно вырос интерес к спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) как универсальному методу для анализа биологических молекул. К основным преимуществам метода относят высокую чувствительность, качественное определение молекул по характеристическим спектрам, простоту пробоподготовки, уникальную возможность усиления сигнала комбинационного рассеяния (КР) до 10^14 раз. Одной из последних тенденций приложений ГКР-спектроскопии является анализ живых клеток. В случае исследования живых клеток возникает ряд существенных и пока еще не решенных проблем, связанных с поиском эффективных, неинвазивных и воспроизводимых методов исследования, обладающих высокой селективностью и информативностью. В основе метода ГКР лежит эффект плазмонного резонанса, которым обладают наночастицы (НЧ) металлов (например, Ag, Au, Pt) и наноструктурированные материалы на основе ряда металлов, поэтому ключевыми в данной, практически важной, проблеме являются материаловедческие аспекты. Целью настоящей работы являлся поиск и разработка новых наноструктурированных материалов на основе металлического серебра с заданными морфологией и оптическими свойствами для исследования эритроцитов методом ГКР-спектроскопии.

Автор работы - А.А.Семенова – закончила аспирантуру Факультета Наук о Материалах МГУ. Защита состоится «23» ноября 2012 года в 16:00 на заседании Диссертационного Совета Д.501.002.05 по химическим наукам при Московском государственном университете имени М.В.Ломоносова по адресу: 119991, Москва, Ленинские горы, дом 1, строение 73 (лабораторный корпус Б), факультет наук о материалах, ауд. 235. Работа выполнена при поддержке Программы Развития МГУ им. М.В.Ломоносова.

 

Прикрепленные файлы:
semenova.pdf (2.45 МБ.)

Автореферат размещен на сайте ВАК.

 

 
Средний балл: 8.3 (голосов 20)

 


Комментарии
Палии Наталия Алексеевна, 22 октября 2012 16:17 
Интересно: 6 человек поставили этой новости отметку 10 баллов; один человек - отметку 1 балл. Хотелось бы знать, кто это, чем он руководствовался и не испытывает ли теперь угрызений совести за явно заниженную оценку работы...
Возможно, этот аноним сочтет возможным раскрыть себя и подискутировать публично?
Владимир Владимирович, 29 октября 2012 23:53 
Владимир Константинович,
Так поднимайте логи сервера, меняйте систему голосования - если не Вы - то кто же?

P.S. Работа хорошая, но стоит заметить, что плазмонный резонанс наночастиц платины получить ого-го как не просто (и зачем его упоминать в контексте Ваших трудов).

P.P.S. Открытый вопрос для защиты: почему у наночастиц платины проблемы с плазмонным резонансом; как-таки реализовать плазмон у наночастиц платины (сложный(!) вопрос, но Вы сами понаписали...); и почему наночастицы серебрa лучше золота с точки зрения плазмонных свойств?
Владимир Владимирович,
я бы с радостью, но мои полномочия отнюдь не так велики, как кажется. Именно поэтому я попросил анонима самого раскрыть свое инкогнито. Судя по тому, что он этого так и не сделал, им руководило не стремление всесторонне обсудить работу, а нечто иное.
А насчет платины Вы меня заинтересовали - поспрашиваю у более сведущих в этом деле. Увы, мой вклад в эту работу тоже не стоит переоценивать
Озвученная автором тема весьма актуальна и интересна. Печально, что в большинстве случаев она не идет дальше декларативных заявлений. Так утверждение "впервые изучено влияние морфологии, размера НЧС" (в виде сфер, пластинок, нитей и кубиков), состояния их поверхности на оптические свойства и ГКР-активность при анализе живых эритроцитов" совершенно бездоказательно, поскольку автор ограничивается словами, что структуры, полученные полиольным методом для ГКР не подходят. При этом нет никаких свидетельств того, что автору удалось получить "нити и кубы" со сколько-нибудь приличным выходом и распеределением частиц по размеру.
Замечаний по работе много. Приведу только пару. Во-первых, совершенно не понятно, с какой целью автор проводил моделирование спектральных характеристик смешанных систем, состоящих из сфер и дисков/треугольных призм одного и того же размера (рис. 1 автореферата). Очевидно (и сам автор говорит об этом), что спектры таких смесей аддитивны спектрам составляющих смесь частиц. С изменением соотношения компонентов будет меняться лишь интенсивность пиков, что собственно и происходит. Более того, пик ППР от сферических наночастиц полностью накрывает коротковолновые пики, присутствующие в спектрах дисков и призм.
Во-вторых, на стр. 14 автор обсуждает эффект травления наночастиц серебра аммиачной водой и последующее формирование малых частиц серебра. При этом совершенно не ясно, за счет чего происходит восстановление ионов металла. Кроме того, изображение, приведенное на рис. 6б, выглядит довольно странно, поскольку малые частицы серебра на поверхности больших частиц серебра же имеют существенно больший контраст. В тексте реферата автор этот факт никак не объясняет.
Вот, пожалуй, и все. Остается надеяться, что в тексте диссертации материал представлен лучшим образом.
Глубокоуважаемая Ольга Вадимовна, не очень понимаю, чем мы Вас так обидели или задели... Я вот тоже с большим удовольствием прочитал автореферат с названием "КОМПОЗИТНЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ СО СТРУКТУРОЙ «ЯДРО/ОБОЛОЧКА»: СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ В ЛЕЧЕНИИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ" и с глубокой печалью обнаружил там много совершенно бездоказательных утверждений (декларативных завлений, как Вы говорите. Можно не перечислять с конкретикой? Долго будет...). Собственно, это обычная черта большинства авторефератов в силу той формы, которой предлагает следовать ВАК. Мне, например, гораздо больше нравится форма издания диссертаций в виде книжечек "у них". У нас немного по - другому. В диссертации, не сомневайтесь, все хорошо, чего и Вам желаю. Мне кажется, что в одном автореферате очень трудно изложить все, что обычно хочется сказать воодушевленному темой аспиранту в случае его / ее большой и хорошей работы. И в этом таких аспирантов стоит только поддерживать. Всячески. И даже водушевлять, а то их мало останется, пойдут торговать или заниматься биснесом с инновациями... Мне очень жаль, что Вам не захотелось понять и принять основную суть работы. Остается надеяться, что мы в нашей группе в дальнейшем сможем доносить свои мысли лучше и четче до таких классиков науки о новаторских способах получения дисперсий композитных частиц, как Вы и Ваши молодые коллеги. Желаем Вам дальнейшей успешной работы с Вашими нанокомпозитами, хотя, мне кажется, в литературе даже до 2011 года было опубликовано, к сожалению, практически все, о чем говориться в указанном выше автореферате про композиты. Если честно, то очень трудно в принципе найти что - то новое в теме про ГКР, но иногда это удается. Мы до сих пор не видели ни одной статьи про подложки и эритроциты. Видимо, не все так просто задумывает матушка - природа...
Глубокоуважаемый Евгений Алексеевич!
Мне очень жаль, что вы воспринимаете мои замечания именно так. Я же ведь высказала надежду, что в диссертации этот материал представлен более подробно. Работа Семеновой безусловно интересна и мне кажется, что (раз уж Вы решили вступить в дискуссию) лучше было бы хотя бы частично пояснить то, что, на мой взгляд, из автореферата не очень ясно. Зачем же сводить на личности? Что касается Ваших замечаний по работе Филиппенко, я с радостью отвечу на Ваши вопросы/замечания. Не сомневаюсь, что они будут полезны, как и любой взгляд со стороны. В конце концов наша общая задача делать свое дело хорошо и на должном уровне. Приношу свои извинения, если я Вас задела и еще раз повторяю, что не следует воспринимать мои замечания, как желание Вас "зацепить". Зачем мне это?
Глубокоуважаемая Ольга Вадимовна! Задача, действительно, общая. Истина рождается в спорах. Но я просто в своем ответе частично скопировал Ваш стиль вопроса. Плохого тоже не хотел, уж извините (в том числе "двойных стандартов"). Нити получаются с выходом процентов 70 - 80 (это один из самых легко достигаемых результатов), но они крупные и плазмонный резонанс у них слабый (увы, пользы мало, хотя картинки забавные). Кубы хороши для усиления спектров молекул (пробовали красители, отлично работает, конечно), но с эритроцитами ситуация достаточно безрадостная - опять - таки велик размер. Все, что получалось полиольным методом, сдержит на поверхности ПВП, что сказывается в худшую сторону при ГКР - диагностике. Моделирование показательно, потому что методически и по смыслу показывает малую информативность обычно любимого всеми параметра положения полосы плазмонного резонанса (очень хорошо, что Вы отмечаете абсолютно понятную Вам аддитивность, но это, по опыту, практически не воспринимется большинством исследователй а приори). Аммиак - отличный восстановитель ионов серебра (и экспериментально, и по потенциалам), контраст такой, потому что такова мода съемки. И так далее... Приходилось отсекать последовательно малоэффективные методы по критерию их использования для эритроцитов. Хотя, возможно, для других объектов будут работать и забракованные нами методы. Их очень любят в литературе, но это не значит, что они хороши для нашей благородной эритроцитной цели. Автореферат Филиппенко интересен по - своему, работа хорошая, но про стиль написания авторефератов я писал выше. Если интересно поговорить и придумать полезные вехи сотрудничества - мы всегда для этого открыты. В районе института Аслана Юсуповича Цивадзе (весьма любимого и уважаемого на наших факультетах) бываю часто, могу зайти как - нибудь в гости и сделаю это с большим удовольствием после защиты (сейчас просто нет времени). Особенно если Вы и дальше планируете получать частицы - янусы (хотя нас сейчас интересует больше вроде бы избитый прием осаждения наночастиц на микросферы диоксида кремния, но в своих интересах). Еще раз спасибо за замечания.
По поводу контраста малых частиц серебра на кубиках: насколько я это себе представляю, дело все же не совсем в режиме съемки. Вообще говоря, надо бы еще этот вопрос обсудить...
Володя, в обратноотраженных электронах этого не видели, насколько я помню. Только при определенных режимах съемки, к статье обсуждали также влияние пвп и заряда.
Да, в BSE не видели. Все равно, во вторичных такая картина нетривиальна, имхо.
Глубокоуважаемый Евгений Алексеевич!
Возможно, стиль моего комментария был излишне эмоционален (за что еще раз приношу извинения). Работа, повторюсь, интересная и, конечно, заслуживает искомой степени. Что до сотрудничества, то мы тоже для него открыты и, как только у Вас будет время - милости просим. Правда частицами-янусами мы не занимаемся (в нашем случае оболочка полностью покрывает ядро), но это детали... И еще (уже безотносительно работы Анны Александровны). Мы тоже наблюдаем эффект травления наночастиц "полиольного" серебра аммиаком при синтезе частиц с Ag-ядро/SiO2-оболочка и последующее восстановление ионов металла. Однако, согласно литературным данным, в качестве восстановителя выступает поливинилпирролидон. Не могли бы Вы подсказать какой-нибудь источник по восстановительной способности аммиака? Естественно, не "сию минуту", а когда найдете время. В конце года дел особенно много, а с учетом защиты - тем более. Не сомневаюсь, что все пройдет успешно и желаю удачи.
Прошу прощения и за мои ремарки тоже. Статья в CrystEngrComm, кажется, по травлению аммиаком полиольных нитей вышла вот совсем недавно (но не у нас... Что должно травиться - это ясно, особенно если добавить немного перекиси водорода, а не воздуха...). Ссылку или саму статью могу прислать. А насчет восстановительной способности аммиака все для нас стало ясно, когда мы погрели водные растворы комплекса. Выделяется коричневый коллоид серебра. По электродным потенциалам аммиак по отношению к серебру - более сильный восстановитель, чем гидроксид - ион. Да, при нагревании водного раствора комплекса ничего больше не вводилось, так что там просто нет вариантов. Статьи по восстановлению ПВП тоже видели. Вполне возможный вариант. Но не тогда, когда он не вводился в систему в принципе. Насчет частиц - янусов и композитов очень хотелось бы обсудить при встрече. У вас с композитами гораздо больший опыт, чем у нас, а нам они могут пригодиться в дальнейшем, так что будем рады встрече, о чем чуть позже можно было бы договориться. Спасибо.
Владимир Владимирович, 21 ноября 2012 13:19 
А насчет восстановительной способности аммиака все для нас стало ясно, когда мы погрели водные растворы комплекса. Выделяется коричневый коллоид серебра.

"Товарищи ученые! Доценты с кандидатами!"

А как, как насчет того, что этот "коричневый коллоид"... - просто оксид серебра(I)??
(Аммиак улетает при нагревании, а оксид остается, который коричневый, даже черный...)

Восстановление солей серебра аммиаком более чем удивительно, так что замечательно будет увидеть "цифры" потенциалов и их мудрую интерпретацию, особенно с учетом комплексования серебра, которое, как учат нас учебники химии первого года, понижает потенциал металлов (а аммиак комплексует ого-го как хорошо, растворяя, к примеру, "нерастворимый" хлорид серебра! Kf=1.6x10(-7)).

А ежели "магия" и "шаманство", то в "прописи" необходимо будет уточнить размер бубна и сорта грибов
Владимир Владимирович, подобный "оксид серебра" в дальнейшем не растворяется в аммиаке и не нитрид (не взрывается). И рентген у него вполне "серебряный". И ППР в нужном месте. И дифракция электронов - серебро (хотя можно при очень большом желании возражать, что оксид в вакууме может разложиться до серебра или восстановиться электронным пучком). При большой концентрации комплекса в горячей воде образуется блестящая серебряная пленка. Попробуйте сами - убедитесь... При выдувании аммиака потоком воздуха из амиачного раствора (но при комнатной температуре) образуется совсем другой продукт, это мы тоже наблюдали, разница огромная (и в небольшом избытке аммиака сразу растворяется, и не желто - коричневый и т.д.). О типе грибов и размере бубна подумаю....
Владимир Владимирович, 21 ноября 2012 16:00 
Евгений Алексеевич,
Так серебро (металлическое, коллоидное) как раз в аммиаке и весьма легко растворяется, а вот консолидированный оксид может растворяться очень медленно.
Где ППР? Нельзя ли привести эти данные?
Какие концентрации серебра и аммиака использовались - приведите полную "пропись" того что работает, пожалуйста- давайте попробую!
В присутствии кислорода или ТЕМ БОЛЕЕ перекиси водорода серебро с необычайной легкостью (в последнем случае) растворяется в аммиаке (поэтому Ваш метод получения пластинок серебра были вынуждены модифицировать, взяв в руки достаточно большой бубен, кстати). Но не само по себе растворяется, нужен оксилитель (водород не выделяет ). Свежеосажденный оксид серебра (I) в виде творожистого осадка (то есть достаточно крупный) растворяется тоже сразу и без всяких проблем. Все ППР и прочее даны в нашей статье в Mendeleev Commun., 2011, 21, 312. Там же прикидка по потенциалам. РАЗУМЕЕТСЯ, лиганд - аммиак формирует достаточно прочный комплекс и стабилизирует серебро (I), но если аммиака мало (частично ушел при кипячении водного раствора), то потенциала реакции восстановления "голого" Ag+ аммиаком (без учета эффектов гидратации) оказывается более, чем достаточно. Второй возможный восстановитель (ОН-) имеет в этой реакции меньше шансов (но имеет). Разложение сухого оксида серебра на открытом воздухе с превращением в плазмонное серебро происходит, извините, уже при 60С (тоже проверяли, видимо, равновесие сдвигается легко), причем за 2 - 3 минуты в виде тонкой пленки. А в растворе аналог этого - окисление - восстановление тем, чем сказал. Работает. Многократно воспроизводится. Процесс приходит к серебру.
Владимир Владимирович, 21 ноября 2012 16:22 
Спасибо, посмотрю, проверю, доложу!
Про окислитель с аммиаком полностью согласен (у нас концентрации серебра низкие, и растворенного кислорода всегда хватает...)

Про 60 градусов тоже любопытно (литературные источники обычно говорят про много более высокие температуры), но ход мысли понятен, и вопрос, как мне представляется, в интерпретации - Вы слыхали, к слову (по смыслу), что Cu2-xS - "плазмонные" частицы?
----
Вы слыхали, к слову (по смыслу), что Cu2-xS - "плазмонные" частицы? ----

А Cu2+/-xSе - ?
У меня в лабе под ногами путается полканистры этой нанобяки. Где там ожидается плазмонный пик?
Владимир Владимирович, 25 ноября 2012 20:55 
В ближнем ИК (порядка 1000-1200 нм) для правильных частиц (про "нанобяки" не скажу). Для селенидов даже лучше - ближе к видимому диапазону.
Нанобяка - это я так, в сердцах.
Целых пару дней сочинял схему синтеза, потом примерно месяц её откатывал и масштабировал... А потом мыши от полученного продукта перемёрли. Вот и остался раствор, по-своему уникальный, но никому не нужный.
Владимир Владимирович, 26 ноября 2012 16:06 
Да, так частенько бывает , в "научных" лабораториях хоть меньшие масштабы
Может вдруг станут полезными - там не медь (0) как Вы подразумеваете, с "2+x", а пара Cu(I)/Cu(II), создающая такой эффективный перенос заряда, что его описывают как "дырочный плазмон". Если любопытно, пришлю статьи; мне просто очень стало интересно, попробовали - работает, но времени продолжать (особенно в отсутствии четких задач) нет...
ПВП стабилизировали? Может, попробовать покрыть чем-нибудь гидрофобным, чтобы замедлить растворение/окисление (типа липоевой)? А контролируемая токсичность - даже и неплохо, например, при терапии новообразований... Кстати, где-то в районе 1000-1400 нм находится второе окно прозрачности биологических тканей, если там плазмон - перспективно для ФДТ :)
А ещё можно попробовать сделать в органике, стабилизируя жирными тиоспиртами (легко получаются из бром/йодпарафинов и тиомочевины). Потом ресуспендировать в воду с нетоксичным ПАВ - наверняка ионы не полезут :)
Не получится.
Селенит натрия (мой исходник селена) плохо растворим в органике и мгновенно окисляет тиолы.
ПВП - вспомогательный стабилизатор, липоевая кислота - основной. Продукт на воздухе в принципе устойчив. Окисляется (видимо, с поверхности слетает стабилизатор) лишь при интенсивном барботаже.
рН стабильности - по воспоминаниям более 5 (примерно 4-4,5 - порог коагуляции) При щелочных значениях ещё более устойчив.
Рад стараться! Истина - где - то рядом Мы использовали кипячение комплекса (90 - 100С), но ниже не шли. При больших концентрациях комплекса образуется слишком крупные металлические частицы. Не уверен, что мы в той статье использовали оптимальные концентрации, но и SERS с ними тоже случился. А вдруг там гремучее серебро???? В литературе с оксидом серебра - полный бардак. В Брауэре предлагается считать, что он разлагается выше 250С, какие - то идусы пылили в вакууме (!!!) пленки оксида серебра при 500С И т.д. Но я верю уже давно только собственным глазам, РФА, микроскопии и неорганической химии (впрочем, физической тоже).
Владимир Владимирович, 21 ноября 2012 16:38 

SERS, как говорят и пишут, как раз с оксидом серебра и может работать неплохо - хотя бы уж потому, что происходит локальное фоторазложение мощным Рамановским лазером.
Мне чрезвычайно стало интересно получить и рассмотреть попристальнее эти частицы!
Про ГКР c использованием разложившегося в процессе анализа оксида (равно как и хлорида) серебра неоднократно читал. Верю. Мне эти частицы тоже по прежнему интересны. Например, они выдерживают длительное замораживание / хранение с последующим отультразвучиванием, восстанавливающим спектр поглощения (не сильно слипаются, но замораживание их агрегирует). Мы не прошлись шире по концентрации и температуре (некогда было), пэтому, возможно, упустили уйму интересных подробностей. Точно будет температура, когда выпадет оксид серебра или его смесь с серебром или полезут частички интересной морфологии (у нас были обычные, со сдвойникованными шапочками). Как уходит аммиак и меняется рН - тоже интересно, чтобы понять, как идет зародышеобразование. И пр. Тема остается.
Владимир Владимирович, 23 ноября 2012 04:16 
Успехов с защитой!
Спасибо. Параметры 1. фоторазложения, 2. примесей (генерация зародышей), 3. температуры, 4. рН проверим чуть позже с фотографированием и аттестацией.
Мои поздравления диссертанту и руководителю!
Владимир Владимирович, 24 ноября 2012 18:28 
Палии Наталия Алексеевна, 30 апреля 2013 22:24 
перспективный (древнеегипетский) материал для биомедицинской диагностики - ляпис лазурь, CaCuSi4O10

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Наночастицы серебра на золоте
Наночастицы серебра на золоте

Наносистемы: физика, химия, математика (2018, том 9, № 3)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume9/9-3
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Химпром Startup Challenge 2018
Фонд «Сколково» и одно из ключевых предприятий отечественной химической индустрии компания «Химпром» объявили об отборе проектов для совместной акселерационной программы, которая пройдет при поддержке Московского Государственного Университета имени М. В. Ломоносова.

SCAMT Workshop Week - практическая летняя школа
SCAMT Workshop Week (SWW) - это уникальный новый формат летней школы: за 1 неделю у тебя будет возможность сделать научный проект в одной из самых современных областей нанотехнологий и освоить новые практические навыки.

Материалы к защитам квалификационных работ бакалавров на ФНМ МГУ в 2018 году
Коллектив авторов
Защиты квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 4, 5, 6, 7 и 8 июня 2018 г. Начало защит в 11.00. Защиты пройдут в аудитории 221 корпуса Б.

Научно-исследовательская работа студентов в 7 семестре 2017/2018 учебного года. Тезисы докладов на студенческой научной конференции.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ-2014, которая состоялась 22-23 января 2018 года.

Материалы к защитам квалификационных работ магистров на ФНМ МГУ в 2018 году

22-25 мая 2018 года в аудитории 235 лабораторного корпуса Б пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками ФНМ (начало в 11:00).

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.