ХІМІЯ, ФІЗИКА ТА ТЕХНОЛОГІЯ ПОВЕРХНІ

ISSN 2518-1238 (Online), ISSN 2079-1704 (Print)

Мета роботи – синтез зразків рентгенолюмінесцентного нанодисперсного фосфату лантану, активованого тербієм (LaРО₄:Tb³⁺), вивчення їхніх структурних властивостей і спектрів люмінесценції при збудженні ультрафіолетовим та рентгенівським випромінюванням, а також встановлення можливості їхнього використання в складі нанокомпозитів з  біоактивним склом і колоїдних наносистем.

Синтезовано зразки нанокристалічного фосфату лантану складу LaPO₄·0.5H₂O, гексагональної сингонії, активовані тербієм, вивчено їхні структурні властивості, спектри люмінесценції при збудженні УФ- та рентгенівським випромінюванням, показано можливість використання в складі нанокомпозитів з біоактивним золь-гель склом, водних колоїдних систем. Композити біоскла 60S з нанодисперсним кристалічним LaPO₄:Tb³⁺ в сухому стані та середовищі дистильованої води демонстрували наявність люмінесценції при збудженні УФ- та рентгенівським випромінюванням. Наведені дані свідчать про перспективність  нанодисперсних люмінофорів на основі фосфату лантану, їхніх композитів з біоактивним золь-гель склом, у колоїдних системах, для використання в оптофармакології та фотодинамічній терапії захворювань, локалізованих у кісткових тканинах. Крім того, результати досліджень можуть бути корисними для технічних застосувань, зокрема, при створенні люмінесцентних детекторів високоенергетичного електромагнітного випромінювання, розробках фото- та оптоелектронних приладів тощо.

Roco M.C., Williams R.S., Alivisatos P. Vision for Nanotechnology R&D in the Next Decade. (Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 2002).

Shpak A.P., Gorbyk P.P. Nanomaterials and Supramolecular Structures: Physics, Chemistry, and Applications. (Netherlands: Springer, 2009). https://doi.org/10.1007/978-90-481-2309-4

Patent UA 99211. Gorbyk P.P., Petranovska A.L., Turelyk M.P., Turanska S.P., Vasylieva O.A., Chekhun V.F., Lukyanova N.Yu., Shpak A.P., Korduban O.M. Nanocapsule with nanorobot functions. 2012.

Gorbyk P.P. Nanocomposites with functions of biomedical nanorobots: synthesis, properties, applications. Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies. 2013. 11(2): 323. [in Ukrainian].

Uvarova I.V., Gorbyk P.P., Gorobets S.V., Ivashchenko O.A., Ulyanchich N.V. Nanomaterials for Medical Purposes. (Kyiv: Naukova dumka, 2014). [in Ukrainian].

Gorobets' S.V., Gorobets' O.Yu., Gorbyk P.P., Uvarova I.V. Functional Bio- and Nanomaterials of Medical Destination. (Kyiv: Kondor, 2018). [in Ukrainian].

Gorbyk P.P. Biomedical nanocomposites with nanorobot functions: state of research, development, and prospects of practical introduction. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni. 2020. 11(1): 128. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/hftp11.01.128

Petranovska A.L., Kusyak A.P., Korniichuk N.M., Turanska S.P., Gorbyk P.P., Lukyanova N.Yu., Chekhun V.F. Antitumor vector systems based on bioactive lectin of Bacillus subtilis IMB B-7724. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni. 2021. 12(3): 190. https://doi.org/10.15407/hftp12.03.190

Kusyak A.P., Petranovska A.L., Dubok V.A., Chornyi V.S., Bur'yanov O.A., Korniichuk N.M., Gorbyk P.P. Adsorption immobilization of chemotherapeutic drug cisplatin on the surface of sol-gel bioglass 60S. Funct. Mater. 2021. 28(1): 97.

Min-Hua C., Yi-Jhen J., Sheng-Kai W., Yo-Shen C., Nobutaka H., Feng-Huei L. Non-invasive photodynamic therapy in brain cancer by use of Tb3+-doped LaF3 nanoparticles in combination with photosensitizer through X-ray irradiation: a proof-of-concept study. Nanoscale Res. Let. 2017. 12: 62. https://doi.org/10.1186/s11671-017-1840-3

Liu Y., Chen W., Wang S., Joly A.G., Westcott S., Woo B.K. X-ray luminescence of LaF3:Tb3+ and LaF3:Ce3+, Tb3+ water-soluble nanoparticles. J. Appl. Phys. 2008. 103(6): 063105. https://doi.org/10.1063/1.2890148

Hsiu-Wen C., Chien-Hao H., Chien-Hsin Y., Tzong-Liu W. Synthesis, optical properties, and sensing applications of LaF3:Yb3+/Er3+/Ho3+/Tm3+ upconversion nanoparticles. Nanomater. 2020. 10(12): 2477. https://doi.org/10.3390/nano10122477

Kusyak A.P., Petranovska A.L., Shuba Y.M., Kravchuk D.I., Kravchuk L.I., Buryanov O.A., Chornyi V.S., Sobolevskyi Y.L., Gorbyk P.P. Synthesis and properties of nanodisperse luminophores for photodynamic and optopharmacologic therapies of tumors of cranial cavity and bone tissue. In: Chemistry, Physics and Technology of Surface. Nanostructures and Nanomaterials in Medicine: Challenges, Tasks and Perspectives. Proc. Ukr. Int. Conf., Workshop (Kyiv, 2021). P. 125.

Kusyak A.P., Petranovska A.L., Turanska S.P., Oranska O.I., Shuba Y.M., Kravchuk D.I., Kravchuk L.I., Chornyi V.S., Buryanov O.A., Sobolevskyi Y.L., Dubok V.A., Gorbyk P.P. Synthesis and properties of nanostructures based on lanthanum fluoride for photodynamic therapy of tumors of the cranial cavity and bone tissue. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni. 2021. 12(3): 216. https://doi.org/10.15407/hftp12.03.216

Gorbyk P.P., Kusyak A.P., Petranovska A.L., Oranska O.I., Turanska S.P., Shuba Y.M., Kravchuk D.I., Kravchuk L.I., Nazarenko V.G., Kravchuk R.M., Buryanov O.A., Chornyi V.S., Sobolevskyi Y.L. Method of obtaining of X-ray luminescent phosphor. Conclusion on the state registration of the utility model dated February 18, 2022 on application u 2021 06626. [in Ukrainian].

Buryanov O.A., Chornyi V.S., Protsenko V.V., Shapovalov V.S., Kusyak V.A. Analysis of replacement of bone defects by calcium phosphate biomaterials in bone diseases. Litopys Travmat. Ortoped. 2018. 1-2(37-38): 111. [in Ukrainian].

Dubok V.A., Protsenko V.V., Shynkaruk A.V., Atamanenko O.N. A new generation of bioactive ceramics - special features of properties and clinical results. Orthopedics, Traumatology and Prosthetics. 2008. 3: 91. [in Russian].

Buryanov A.A., Chornyi V.S., Dedukh N.V., Dubok V.A., Protsenko V.V., Omelchenko T.N., Vakulich M.V., Lyanskorunskiy V.N., Shapovalov V.S., Abudeikh U. Peculiarities of regenerative reactions in filling bone defects with bioglass in combination with autologous plasma enriched with platelets. Trauma. 2019. 20(6): 56. [in Russian]. https://doi.org/10.22141/1608-1706.1.20.2019.158670

Pawlik N., Szpikowska-Sroka B., Goryczka T., Pietrasik E., Pisarski W.A. Luminescence of SiO2-BaF2:Tb3+, Eu3+Nano-Glass-Ceramics Made from Sol-Gel Method at Low Temperature. Nanomater. 2022. 12: 259. https://doi.org/10.3390/nano12020259

Zhaohua G., Liying W., Huimin L., Jing S., Hongbo Z., Siying W., Tong W., Chunhui S. Preparation and luminescence properties of Tb3+ doped and Tb3+/Sm3+ co-doped Na3Y(PO4)2 crystalline glass ceramics. Mater. Sci. Eng. B. 2021. 272: 115352. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2021.115352

Kumara G.B., Raoa B.V., Babub B., Hungerford G., Nandyala S.H., Santos J.D. Luminescence and energy transfer phenomena in lanthanide ions doped phosphor and glassy materials. In: Current Trends on Lanthanide Glasses and Materials. Chapter 7. (Materials Research Forum, 2016). P. 159. https://doi.org/10.21741/9781945291159-7

Shan Q., Lihui H., Shilong Z., Shiqing X. Luminescent properties of Tb3+ doped high density borogermanate scintillating glasses. J. Rare Earths. 2017. 35(8): 787. https://doi.org/10.1016/S1002-0721(17)60977-3

Wenjia L., Guixia L., Xiangting D., Jinxian W., Wensheng Y. Multifunctional MWCNTs-NaGdF4:Yb3+, Er3+, Eu3+ hybrid nanocomposites with potential dual-mode luminescence, magnetism and photothermal properties. Phys. Chem. Chem. Phys. 2015. 17(35): 22659. https://doi.org/10.1039/C5CP03725E