Люминесцентные температурные сенсоры на основе наночастиц Pr3+:LaF3: синтез, характеризация и биологическая активность тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.02, кандидат наук Пудовкин Максим Сергеевич

• Пудовкин Максим Сергеевич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Пудовкин Максим Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общее состояние дел, основные сферы использования наночастиц в биологии и медицине, а также перспективы развития

1.2 Синтез и характеризация наноматериалов

1.2.1 Метод со-осаждения из водных растворов

1.2.2 Метод гидротермального синтеза

1.2.3 Метод со-осаждения из водных растворов с последующей обработкой микроволновым излучением и метод гидротермального синтеза в присутствие микроволнового излучения

1.3 Спектрально-кинетические характеристики наночастиц фторидов, активированных ионами РЗ

1.4 Люминесцентная термометрия на основе наночастиц фторидов, активированных РЗИ

1.5. Цитотоксичность, клеточная интернализация и фототоксичность наночастиц

ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Элементный анализ

2.2 Исследование фазового состава

2.3 Исследование размеров и морфологии наночастиц методом просвечивающей электронной микроскопии

2.4 Спектрально-кинетические свойства наночастиц

2.5 Методы исследования биологической активности наночастиц

2.6 Исследование гидродинамических размеров наночастиц в различных средах

ГЛАВА 3. СИНТЕЗ И СВОЙСТВА АКТИВИРОВАННЫХ НАНОЧАСТИЦ ТРИФТОРИДОВ ЛАНТАНА

3.1 Методы и результаты синтеза

3~ь

3.1.1 Методы синтеза наносфер и нанодисков Рг :ЬаБ3 (СРг = 7 мол. %) для исследования влияние стехиометрического соотношения фторирующего агента NаF и нитратов Рг(К03)3, Ьа(К03)3, на их морфологию и спектрально-кинетические характеристики

3.1.2 Физико химическая характеризация наносфер и нанодисков Рг :ЬаБ3 (СРг=7 мол. %)

3.1.3 Спектрально-кинетические свойства наносфер и нанодисков Рг3+:ЬаБз (Срг = 7 мол. %)

3.1.4 Исследование влияния времени обработки наночастиц

Рг ЬаБз (Срг =

мол. %) микроволновым излучением на их морфологию и спектрально-кинетические характеристики

3.1.5 Особенности подготовки образцов для исследование влияния времени обработки наночастиц

Рг ЬаБз (Срг =

мол. %) микроволновым излучением на их морфологию

3+

3.1.6 Исследование спектрально-кинетических свойств наночастиц Рг :ЬаБ3 (СРг = 7 мол. %) подвергнутых обработкой микроволновым излучением

3.1.5 Исследование свойств наносфер и нанодисков

Рг3+:ЬаБ3 (Срг =

мол. %)

одноядерной структуры и наночастиц Рг :ЬаБ3/ ЬаБ3/ (СРг =1 мол. %) со структурой «ядро/оболочка»

3.1.5.1. Синтез наносфер и нанодисков Рг3+:ЬаБ3 (Срг =

мол. %) одноядерной

структуры и наносфер и нанодисков

Рг3+:ЬаБ3/ ЬаБ3/ (Срг=1

мол. %) со

структурой «ядро/оболочка»

3.1.5.2 Характеризация наносфер и нанодисков Рг Ьар3 (Срг =

мол. %)

одноядерной структуры и наночастиц Рг :ЬаБ3/ ЬаБ3/ (СРг=1 мол. %) структуры ядро/оболочка

3.1.5.3 Спектрально-кинетические свойства наносфер и нанодисков Рг3+:ЬаБ3 (СРг = 1 мол. %) одноядерной структуры и наночастиц Рг :ЬаБ3/ ЬаБ3/ (СРг = 1 мол. %) структуры ядро/оболочка

3

3.2 Биологическая активность наночастиц

3.2.1 Исследование цитотоксичности наносфер и нанопластин

Pr LaF3 (Cpj-

= 1 мол.%)

3.2.2 Исследование процессов взаимодействия нансфер Pr3+:LaF3 методом ПЭМ и проточной цитометрии для клеток культурам А 549 (карцинома легкого, человек), MDCK (почка, собака) и LEC (легкое, корова)

3.2.3 Исследование динамики процессов клеточной интернализации наносфер и нанодисков Pr3+:LaF3 методами ПЭМ и проточной цитометрии для клеток А 549 и обсуждение природы цитотоксичности

3.2.4 Исследование фототоксичности наносфер Pr :LaF3 (CPr = 1 мол.%) и PrF3

3.3 Люминесцентная термометрия на основе микрочастиц Pr3+:LaF3 и наночастиц Pr :LaF3 (CPr = 1 mol. %) различной морфологии и архитектуры

3+

3.3.1 Люминесцентная термометрия на основе микрочастиц Pr :LaF3

3.3.2 Люминесцентная термометрия на основе наносфер и нано дисков Pr3+:LaF3 и Pr3+:LaF3/ LaF3 с одноядерной структурой и структурой ядро/оболочка

3.3.3 Зависимость времен жизни люминесценции 3Р0 состояния ионов Pr3+ от температуры для наносфер и нанодисков Pr3+:LaF3 и Pr3+:LaF3/LaF3 с одноядерной структурой и структурой ядро/оболочка в диапазоне температур 80 - 320 К

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Люминесцентные температурные сенсоры на основе наночастиц Pr3+:LaF3: синтез, характеризация и биологическая активность»

ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы

Нанотехнологии направлены на создание нанообъектов и наносистем с заданными свойствами и их последующее практическое применение [1]. При этом особые надежды связываются с использованием нанотехнологий в компьютерных и телекоммуникационных отраслях, энергетике, биомедицинских приложениях и космической промышленности. Одной из важнейших задач современных нанотехнологий является создание наноразмерных сенсоров, способных детектировать различные параметры (температуру, давление, вязкость, рН и др.) с субмикронным пространственным и, в некоторых случаях, заданным временным разрешением, а также производить измерения в труднодоступных локализациях (например, внутри живых объектов). Подобные задачи актуальны в фундаментальной биологии для исследования параметров выделенных областей клеток эукариот, в медицине - для тераностики и температурного контроля гипертермии раковых опухолей, в микроэлектронике и радиофотонике - для визуализации температурных полей внутри интегральных схем и в других различных микро- и наноразмерных устройствах.

Действительно, для решения этих задач применение стандартных методов детектирования с использованием термопар, тепловизиров, электродных рН-метров и др. физически невозможно, так как указанные методы не обеспечивают необходимый уровень пространственного разрешения, а также могут оказывать влияние на сами измеряемые параметры и искажать нормальное, естественное состояние объекта изучения. Одним из возможных решений проблемы детектирования вышеперечисленных параметров с высоким пространственным и временным разрешением как раз и является использование наноразмерных сенсоров, способных измерять и передавать информацию об интересующем параметре посредством электромагнитного поля. В качестве таких наноразмерных сенсоров мировым научным сообществом, в качестве одного из подходов, предложено использовать твердотельные наночастицы и/или

композиты на их основе, свойства которых (например, интенсивность люминесценции) зависят от измеряемого параметра исследуемого объекта. Рабочие концентрации наночастиц в объеме объекта не превышают 0.05 -0.15 г/Л. Таким образом, предполагается, что не происходит влияния наночастиц, возбуждающего излучения и излучения люминесценции на исследуемый объект (не происходит искажение полосы поглощения исследуемого объекта, не происходит изменение его теплопроводности и иных свойств, а также не запускаются фотохимические реакции в исследуемом объекте).

В качестве примера можно привести процесс исследования распределения температурных полей внутри интегральных схем. Дело в том, что современные микросхемы имеют высокую плотность микро- и нанокомпонент на единицу площади. При неоптимальном размещении этих компонент на плате, при прохождении электрического сигнала будет выделяться избыточное Джоулевое тепло, которое может привести к нарушению правильного функционирования или даже к разрушению микросхемы. Области таких локальных нагревов нужно выявлять на этапе проектирования микросхем и затем оптимизировать их архитектуру. Однако линейные размеры областей локального нагрева зачастую составляют величину меньше долей микрометра и использование стандартного тепловизора, работающего в инфракрасном диапазоне длин волн (7 - 14 мкм), оказывается недостаточным для реализации необходимого пространственного разрешения. Одним из способов решения данной проблемы является покрытие исследуемых микросхем особым диэлектрическим композитом, содержащим диэлектрические наносенсоры с известной температурной зависимостью спектрально-кинетических характеристик [2].

Особый интерес представляют наноразмерные частицы с высокой

теплопроводимостью, малые размеры которых не позволяют оказать заметного

влияния на термодинамические характеристики исследуемых объектов. Так,

например, в задачах гипертермии раковых опухолей необходимо

контролировать температуру определенной области внутри организма, что

6

затруднено или даже не может быть реализовано с использованием тепловизионных или традиционных контактных методов определения температуры. Использование же наноразмерных зондов позволяет инвазивно доставлять их в подлежащую воздействию область, и, например, по характеристикам их люминесценции в полосе прозрачности человеческих тканей, контролировать их температуру. Эти же наночастицы могут одновременно выступать и в качестве актуаторов - элементов, которые можно использовать для терапевтического нагрева электромагнитным излучением заданных областей организма.

В настоящее время существуют ряд хорошо изученных температурных сенсоров на основе ап-конверсионных наночастиц, которые демонстрируют практически приемлемые характеристики (например, абсолютная температурная чувствительность лучших подобных сенсоров достигает ~ 0.003 К-1 при 300 К [3]). Однако актуальной задачей по-прежнему остается увеличение чувствительности и стабильности характеристик, разрабатываемых наноразмерных сенсоров, обеспечение их заданной морфологии, уменьшения их токсичности и т.д. Прогресс в области создания таких сенсоров способствует существенному упрощению методов аппаратурной реализации измерения температуры с субмикронным разрешением.

Вместе с тем разработка более свершенных наноразмерных сенсоров с сопряжена с решением ряда фундаментальных, методических и технических проблем.

Во-первых, остаются неизученными целые ряды люминофоров на основе твердотельных нано- и микрочастиц, активированных редкоземельными ионами.

3+

Среди них особенно выделяется ион Рг , который, по данным некоторых исследований [4] способен обеспечить абсолютную температурную чувствительность лучше 0.01 К-1 при 300 К. Также, оптическое возбуждение этого иона можно осуществлять, как в синей области, так и ап-конверсионно в ближнем ИК диапазоне при его использовании в паре с ионом УЪ [5 - 7].

Во-вторых, остаются актуальными вопросы улучшения спектрально-кинетических характеристик люминофоров и поиск эффективных способов их возбуждения. Наибольший интерес представляют задачи увеличения квантового выхода люминесценции, увеличения времен жизни люминесценции энергетических состояний, а также разработке и реализации различных схем фотовозбуждения люминесценции, учитывающих имеющиеся и перспективные источники света.

В-третьих, для биомедицинских применений крайне важно обладать информацией о токсичности разрабатываемых люминофоров и особенностях их взаимодействия с клетками эукариот.

Несмотря на то, что существует ряд современных работ, посвященных исследованию токсичности наночастиц и NaGdF4 активированных

ионами редкоземельных элементов [8], биологическая активность ряда люминофоров, например, на основе кристаллической матрицы LaF3, до сих пор остается малоизученной.

Целью данной работы является исследование физических основ функционирования наноразмерных люминофоров на основе наночастиц Рг3+:ЬаБ3 для целей термометрии и исследование их биологической активности.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1) Синтез наночастиц состава Рг :ЬаБ3 различной морфологии и структуры (наносферы Рг :ЬаБ3, нанодиски

Рг3+:ЬаБ3, наночастицы со структурой

ядро/оболочка Рг3+:ЬаР3/ЬаБ3)

2) Физико-химическая характеризация полученных наночастиц методами просвечивающей электронной микроскопии, рентгенофазового анализа, энергодисперсионного анализа и методами лазерной оптической спектроскопии.

3) Исследование спектрально-кинетических характеристик наночастиц при различных температурах и определение основных характеристик

люминесцентных термометров на их основе.

4) Исследование цитотоксичности и фототоксичности наночастиц по отношению к клеткам эукариот, а также процессов взаимодействия наночастиц и клеток эукариот.

Научная новизна

Научная новизна исследования обусловлена двумя основными обстоятельств ами.

1) В настоящее время реализованы температурные наносенсоры на основе относительно хорошо изученных материалах, таких как квантовые точки (CdSe и др.) и ап-конверсионные наночастицы (как правило, на основе ионных пар Er3+/YЪ3+, Ш3+/УЪ3+, Tm3+/Yb3+) [9]. Данные материалы демонстрируют достаточно высокие температурные чувствительности (~ 0.003 К-1) и апробированы на клеточных культурах и сенсорике интегральных схем [10, 11]. В свою очередь, люминофоры, активированные ионами Рг изучены гораздо меньше. При этом в ряде работ отмечается их более высокая температурная чувствительность (не хуже ~

0.01 К-1) в физиологическом диапазоне температур (20 - 60 °С) [4]. Более того, в ряде работ показана возможность ап-конверсионного оптического возбуждения высоколежащих состояний ионов Рг3+ в системах с парной активацией ионами Рг3+/УЪ3+ в полосе прозрачности тканей животных на длине волны ~ 980 нм [5 - 7].

В настоящей диссертационной работе впервые исследуются спектрально-кинетические характеристики наночастиц состава Pг3+:LaF3 различной морфологии и структуры. Впервые демонстрируется влияние морфологии на эти характеристики, а так же продемонстрированы способы снижения влияния тушащих люминесценцию факторов, что оказывается востребованным при выборе наиболее оптимального химического состава и строения наночастиц для задач нанотермометрии. Также впервые приводятся исследования влияния морфологии и архитектуры наночастиц на их абсолютную температурную чувствительность в диапазоне температур 80 - 320 К.

2) Несмотря на то, что наночастицы LaF3, активированные ионами редкоземельных элементов, используются научными группами по всему миру, их токсичность и особенности взаимодействия с клетками эукариот недостаточно изучены и в литературе имеются взаимопротиворечивые сведения о их биологической активности. В подавляющем большинстве токсикологических исследований наночастиц фторидов, основное внимание уделялось лишь наночастицам КаОёБ4, активированных ионами

редкоземельных элементов. Однако полученные данные относительно биоактивности этих наночастиц также нуждаются в уточнении и, в любом случае, недопустимо экстраполировать их на наночастицы трифторидов, по причине разного химического состава, и, как следствие, разных зарядовых характеристик поверхности наночастиц и иных физико-химических различий. Последнее обстоятельство, согласно [12], существенно влияет на особенности электростатического взаимодействия наночастиц и отрицательно заряженной поверхности клеток эукариот. В данной работе для наносфер и нанопластин Рг3+:ЬаБ3 впервые была исследована цитотоксичность по отношению к клеткам эукариот (А 549 (карцинома легкого, человек), МОСК (почка, собака) LEC (легкое, корова), а так же динамика клеточной интернализации указанных наночастиц для клеток А 549 в течение 24 часов.

Практическое значение. Результаты, полученные в работе, могут быть использованы в биомедицинских и в технических приложениях, где требуются субмикронное или микронное пространственное разрешение.

Методология и методы исследования. В настоящей диссертационной

работе использовались традиционные методы энергодисперсионной

спектроскопии для исследования элементного состава наночастиц,

просвечивающей электронной микроскопии - для исследования морфологии и

размеров наночастиц, а также особенностей взаимодействия наночастиц и

клеток эукариот, рентгенофазового анализа - для исследования фазового состава

наночастиц, МТТ теста (бромида 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-

10

дифенилтетразолия) - для исследования цито- и фототоксичности наночастиц, проточной цитометрии - для исследования процессов взаимодействия наночастиц и клеток, методы лазерной оптической спектроскопии - для исследования спектрально-кинетических свойств наночастиц, электронного парамагнитного резонанса - для проверки гипотезы генерации активных форм кислорода наночастицами в присутствие лазерного излучения.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1) Варьирование условий синтеза наночастиц

Рг LaFз методом со-

осаждения из водных растворов, заключающаяся в способе добавления раствора фторирующего агента и отклонением от стехиометрического соотношения реагентов, позволяет управлять морфологией, спектрально-кинетическими свойствами и цитотоксичностью этих наночастиц: медленное покапельное добавление фторирующего агента ведет к образованию наночастиц

Рг преимущественно дискообразной

формы (нанодиски), а быстрое - к образованию наночастиц с формой, близкой к сферической (наносферы). Времена жизни люминесценции для нанодисков, в среднем, на 10% меньше, чем для наносфер. Выживаемость клеток А 549 (человек, карцинома легкого) в присутствие нанодисков, в среднем, на 25% ниже аналогичного показателя для наносфер.

2) Наночастицы Pг3+:LaF3 являются выскокочувствительными температурными наносенсорами с рабочим диапазоном 80 - 320 К с максимальным значением абсолютной температурной чувствительности ^ ~ 0.01

в физиологическом диапазоне температур 20 - 60 °С.

3) Наносферы и нанодиски Рг активно захватываются клетками А 549 (Человек, карцинома легкого, Российская коллекция клеточных культур позвоночных, ИНЦ РАН, Санкт-Петербург, Россия) после 2, 10 и 24 ч инкубации при концентрации 0.1 г/л посредством макропиноцитоза

и обладают низкой фототоксичностью.

11

Апробация работы

Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

XXI Международная молодежная научная Школа "Актуальные проблемы магнитного резонанса и его применение", Казань (2014) (отмечен дипломом за лучший устный доклад).

XVI и XVII Международный Феофиловский симпозиум по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов, Санкт-Петербург (2015), Екатеринбург (2018).

18-я Международная научная конференция-школа «Материалы нано-, микро-, оптоэлектроники и волоконной оптики: физические свойства и применение», Саранск (2015).

Международная конференция «Трансляционная медицина-2016», Казань (2016) (отмечен дипломом за лучший постерный доклад).

I Международная школа-конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Материалы и технологии XXI века», Казань (2016) (отмечен дипломом за лучший устный доклад).

The VIth internation meeteng New concepts on mechanism of inflammation, autoimmunity and tumorogenesis.Казань (2017).

International Conference Laser Optics, Санкт Петербург, 2018.

XXIII Международная молодежная научная школа «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия», Казань (2019).

XIII Международные чтения по квантовой оптике (IWQ0-2019), Владимир (2019) (отмечен дипломом II степени за лучший устный доклад).

Личный вклад

Основные результаты были получены автором лично, либо при непосредственном его участии. Лично автором был выполнен анализ

литературных данных, синтез наночастиц Рг3:ЬаБ3 различной морфологии и структуры, исследования спектрально-кинетических характеристик наночастиц. Кристаллы, из которых изготавливались микрочастицы, были выращены с.н.с. Кораблевой Стеллой Леонидовной и м.н.с. Морозовым Олегом Александровичем в лаборатории роста кристаллов Казанского (Приволжского) федерального университета. Определение элементного состава образцов было выполнено в Междисциплинарном центре "Аналитическая микроскопия" КФУ научным сотрудником Воробьевым Вячеславом Валерьевичем. Исследования фазового состава образцов поведены специалистом Федерального центра коллективного пользования физико-химических исследований веществ и материалов Казанского (Приволжского) федерального университета, научным сотрудником Киямовым Айратом Газинуровичем. Эксперименты по просвечивающей электронной микроскопии были выполнены в Казанском (Приволжском) федеральном университете в междисциплинарном центре "Аналитическая микроскопия" Евтюгиным Владимиром Геннадьевичем. Пробоподготовка была выполнена научными сотрудниками центра Евтюгиным В.Г. и Сальниковым В.В. Подавляющее большинство работ с биологическими объектами было проведено на кафедре Микробиологии Института фундаментальной медицины и биологии КФУ научной группой, возглавляемой старшим научным сотрудником, к.б.н Зеленихиным Павлом Валерьевичем: Валеевой Айсылу Маратовной, Крашенинниковой Алиной Олеговной, Штыревой Викторией Витальевной и Шамсутдиновым Наилем Ильдаровичем. Эксперименты по наблюдению и анализу спектров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) с применением спиновой метки 5,5-диметил-1-пирролин-Ы-оксида (ОМРО) выполнены н.с. Родионовым Александром Александровичем в НИЛ магнитной радиоспектроскопии и квантовой электроники им. С.А. Альтшулера КФУ. В вышеуказанных экспериментах автор диссертационной работы участвовал в пробоподготовке, постановке задач для исследований, обсуждении и обнародовании их результатов.

По теме диссертации опубликовано:

-11 научных статей рецензируемых ВАК или индексируемых в системах Web of Sience и Scopus (7 из них входят в первые две квартили), одна - обзорная глава в книге (в Scopus). 9 тезисов конференций.

Научные статьи:

1. Pudovkin, M.S. Toxicity of laser irradiated photoactive fluoride PrF3 nanoparticles toward bacteria / M.S. Pudovkin, S.L. Korableva, A.O. Krasheninnicova, A.S. Nizamutdinov, V.V. Semashko, P.V. Zelenihin, E.M. Alakshin, T.A. Nevzorova // Journal of Physics: Conference Series - 2014. -Vol. 560. - P.012011

2. Pudovkin, M.S. Photoinduced toxicity of PrF3 and LaF3 nanoparticles / M.S. Pudovkin, P.V. Zelenikhin, A.O. Krasheninnikova, S.L. Korableva, A.S. Nizamutdinov, E.M. Alakshin, V.V. Semashko, R.A. Safiullin, M.K. Kadirov Optics and Spectroscopy (English translation of Optika i Spektroskopiya) - 2016. - Vol. 121 (4). - P. 538 - 543

3. Pudovkin, M.S. Physical Background for Luminescence Thermometry Sensors Based on Pr :LaF3 Crystalline Particles / M.S. Pudovkin, O.A. Morozov, V.V. Pavlov, S.L. Korableva, E.V. Lukinova, Y.N. Osin, V.G. Evtugyn, R.A. Safiullin, V.V. Semashko // Journal of Nanomaterials - 2017. - Vol. - 2017. -P. 3108586 (Q2, IF = 2.2)

4. Pudovkin, M.S. Coprecipitation Method of Synthesis, Characterization, and Cytotoxicity of Pr3+:LaF3 (CPr = 3, 7, 12, 20, 30%) Nanoparticles / M.S. Pudovkin, P.V. Zelenikhin, V. Shtyreva, O.A. Morozov, D.A. Koryakovtseva, V.V. Pavlov, Y.N. Osin, V.G. Evtugyn, A.A. Akhmadeev, A.S. Nizamutdinov, V.V. Semashko // Journal of Nanotechnology - 2018. - Vol. 2018. - P. 8516498

5. Semashko, V.V. Tiny Rare-Earth Fluoride Nanoparticles Activate Tumour Cell Growth via Electrical Polar Interactions / V.V. Semashko, M.S. Pudovkin, A.C. Cefalas, P.V. Zelenikhin, V.E. Gavriil1, A.S. Nizamutdinov, Z. Kollia, A. Ferraro, E. Sarantopoulou // Nanoscale Research Letters - 2018. - Vol. 13. -P. 370 (Q2, IF = 3.16)

6. Rakhmatullin, R. M. EPR evidence of surface paramagnetic defects formation due to annealing of LaF3 nanoparticles / R. M. Rakhmatullin, M. S. Pudovkin, V.V. Semashko // Magnetic Resonance in Solids Electronic Journal - 2019. -Vol. 21 (4). - P. 19411

3~ь

7. Pudovkin, M.S. Luminescence Nanothermometry Based on Pr3+:LaF3 Single Core and Pr3+:LaF3/LaF3 Core/Shell Nanoparticles // M.S. Pudovkin, D.A. Koryakovtseva E.V. Lukinova, S.L. Korableva, R.S. Khusnutdinova, A.G. Kiiamov, A.S. Nizamutdinov, V.V. Semashko // Advances in Materials Science and Engineering - 2019. - Vol. 2019. - P. 2618307 (Q2, IF = 1.4)

8. Pudovkin, M.S. Cellular uptake and cytotoxicity of unmodified Pr :LaF3 nanoparticles / M.S. Pudovkin, P.V. Zelenikhin, V.V. Shtyreva, V.G. Evtugyn, V.V. Salnikov, A.S. Nizamutdinov, V.V. Semashko // Journal of Nanoparticle Research - 2019. - Vol. 21 (8). - P. 184 (Q2, IF = 2.01)

9. Pudovkin, M.S. Characterization of Pr - doped LaF3 nanoparticles synthesized by different variations of coprecipitation method / M.S. Pudovkin, D.A. Koryakovtseva, E.V. Lukinova, S.L.Korableva, R.Sh. Khusnutdinova, A.G. Kiiamov, A.S. Nizamutdinov, V.V. Semashko // Journal of Nanomaterials -2019. - Vol. 2019. - P. 7549325 (Q2, IF = 2.2)

10.Pudovkin, M.S. The comparison of Pr :LaF3 and Pr :LiYF4 luminescent nano-and microthermometer performances / M.S. Pudovkin, S.L. Korableva, D.A. Koryakovtseva, E.V. Lukinova, A.V. Lovchev, O.A. Morozov, V.V. Semashko // Journal of Nanoparticle Research - 2019. - Vol. 21. - P. 266 (Q2, IF = 2.01)

11.Pudovkin, M. S. Luminescent thermometry based on Ba4Y3F17:Pr and Ba4Y3F17:Pr3+,Yb3+ nanoparticles / M.S. Pudovkin, S.V. Kuznetsov, V.Y. Proydakova, V.V. Voronov, V.V. Semashko // Ceramics International - 2020. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.01.196 (Q1, IF = 3.45)

Тезисы конференций:

1. Пудовкин М.С. Индуцированная лазерным излучением токсичность наночастиц PrF3 и LaF3 для биологических объектов (бактерий, раковых клеток человеческих тканей) / П.В. Зеленихин, А.О. Крашенникова, С.Л Кораблева, А.С. Низамутдинов, В.В. Семашко // Материалы нано-, микро-, оптоэлектроники и волоконной оптики: физические свойства и применение. Программа и материалы 14 международной научной конференции школы. Саранск. - 2015. - С. 68 - 69.

2. Pudovkin M.S. Light induced toxicity of rare earth doped trifluoride crystaline nanoparticles / Pudovkin, P.V. Zelenikhin, V.V. Shtyreva, O.A. Morozov, D.A. Koryakovtseva, V.V. Pavlov, Y.N. Osin, V.G. Evtugyn, A.A. Akhmadeev, A.S. Nizamutdinov, V.V. Semashko // Book of abstrats XVI International Feofilov symposium on spectroscopy of crystals doped with rare earth and transition metal ions (IFS'XVI). - 2015. - Р. 250.

3. Пудовкин М.С. Цитотоксичность и фотоиндуцированная токсичность наночастиц PrF3 ,LaF3, Pr:LaF3 / М.С. Пудовкин, П.В. Зеленихин, А.О. Крашенинникова, А.С. Низамутдинов, В.В. Семашко, М.С. Тагиров, Т. Кикитсу // Сборник тезисов международной конференции «Материалы и технологии 21 века 2016». - Казань. - 2016. - С. 112.

4. Пудовкин М.С. Цитотоксичность и фотоиндуцированная токсичность наночастиц PrF3 ,LaF3, Pr:LaF3 / М.С. Пудовкин, П.В. Зеленихин, А.О. Крашенинникова, А.С. Низамутдинов, В.В. Семашко, М.С. Тагиров, Т. Кикитсу // Сборник тезисов международной конференции «Трансляционая медицина 2016». - Казань. - 2016. - С. 84.

5. Pudovkin M.S. Potential use of fluoride nanoparticles and rare earth doped fluoride nanoparticles (PrF3, LaF3 ,Pr:LaF3) in biomedicine (photodynamic therapy): cytotoxicity and phototoxicity / Pudovkin, P.V. Zelenikhin, V.V. Shtyreva, O.A. Morozov, D.A. Koryakovtseva, V.V. Pavlov, Y.N. Osin, V.G. Evtugyn, A.A. Akhmadeev, A.S. Nizamutdinov, V.V. Semashko // The VIth international meeting New Concepts on the Mechanisms of Inflammation, Autoimmunity and Tumorigenesis. - Kazan. -2017. - P.85.

6. Pudovkin M.S. Photoinduced toxicity of PrF3 nanoparticles and luminescence nanothermometry based on Pr:LaF3 nanoparticles of different size, shape, and structure/ M.S. Pudovkin, P.V. Zelenikhin, V.V. Shtyreva, O.A. Morozov, D.A. Koryakovseva, E.V. Lukinova, R. Sh. Khusnutdinova, A.A. Rodionov, A.S. Nizamutdinov, V.V. Semashko // Proceedings - International Conference Laser Optics 2018. -2018. -№ 8435493. - P. 426

7. Pudovkin M.S. Luminescence nanothermometry and photoinduced toxicity of Pr3+:LaF3

core and Pr :LaF3@LaF3 core@shell nanoparticles / M.S. Pudovkin, O.A. Morozov, D.A. Koryakovseva, E.V. Lukinova, R. Sh. Khusnutdinova, A.S. Nizamutdinov, V.V. Semashko // XVII international Feofilov symposium on spectroscopy of crystals doped with rare earth and transition metal ions. -Ekaterinburg. - 2018. P. 80 - 82.

8. Пудовкин М.С. Люминесцентная термометрия на основе наночастиц и микрочастиц Pr :LiYF4 / М.С. Пудовкин, С.Л. Кораблева, Е.В. Лукинова, Д.А. Коряковцева, О.А. Морозов, В.В. Семашко // XIII Международные чтения по квантовой оптике (IWQO - 2019) Сборник тезисов. - 2019. - С. 206 - 210

9. Пудовкин М.С. Люминесцентная термометрия на основе наночастиц

3~ь з+

Pr :LaF3 и Pr :LaF3@LaF3 одноядерной структуры и структуры ядро/оболочка / М.С. Пудовкин, Д.А. Коряковцева, Е.В. Лукинова, С.Л. Кораблева, В.В. Семашко. Когерентная оптика и оптическая спектроскопия: сборник статей // Под ред. М.Х. Салахова. - Казань: Издательство «ФЭН» АН РТ. 2019. - С.109-112.

Обзорная глава в книге

Pudovkin, M.S. Fluoride Nanoparticles for Biomedical Applications. In Nanoparticles in Medicine / M.S. Pudovkin, R.M. Rakhmatullin - Springer, Singapore, 2020. - P. 135-174

Структура и содержание работы

Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения и списка цитируемой литературы.

Первая глава является обзорной. Параграф 1.1 посвящен общим понятиям, терминам и анализу использования наночастиц в биологии, медицине и промышленности. Рассмотрены основные сферы применения наночастиц, такие как исследование температурных параметров клеток, гипертермия, фотодинамическая терапия и пр. Особое внимание уделено вопросу увеличения

17

глубины действия фотодинамической терапии с помощью ап- или даун-конверсионных наночастиц фторидов, активированных редкоземельными ионами (РЗИ). Параграф 1.2 посвящен способам синтеза наночастиц фторидов, при этом основной акцент сделан на методе со-осаждения из водных растворов и гидротермальном методе. Выбор данных методов обуславливается их доступностью, экономичностью, возможностью получения высокого выхода конечного продукта. Отмечается, что в используемых методах, как правило, не применяются различные токсичные поверхностно активные вещества (ПАВ) и иные токсичные добавки (что важно для биомедицинских применений), также эти методы позволяют эффективно управлять физико-химическими свойствами наночастиц путем изменения параметров синтеза. Особо обсуждаются вопросы влияния условий синтеза наночастиц на их морфологию. В частности, осуществлен обзор влияния фторирующего агента (NaF, NH4F, К1 и др.), рН обменной среды, гидротермальных условий синтеза и др. на морфологию, фазовый и химический составы наночастиц.

В параграфе 1.3 обсуждаются вопросы влияния морфологии и иных особенностей наночастиц на их спектрально-кинетические характеристики. Излагаются основные физические причины отличия спектрально-кинетических характеристик наночастиц от объемных кристаллов аналогичных составов (влияние поверхности наночастиц, образование кластеров ионов активаторов, дефекты и пр.).

3+

Обсуждается актуальность выбранных типов наночастиц а также

обосновываются выбранные экспериментальные методики, цели и задачи диссертационной работы.

Параграф 1.4 посвящен обзору современных люминесцентных

термометров на основе нано- и микролюминофоров. Рассматривается

необходимость разработки и совершенствования оптических методик измерения

температуры и обозреваются существующие их применения. Анализируются

некоторые механизмы температурной зависимости спектрально-кинетических

характеристик наночастиц. В частности, обсуждаются физические основы

18

функционирования люминесцентных нано- и микротермометров на основе редкоземельных ионов в диэлектриках. Обсуждаются перспективы, и обосновывается актуальность их исследования с точки зрения реализации новых высокочувствительных температурных наносенсоров.

Параграф 1.5 посвящен вопросам возможной цитотоксичности и фототоксичности наночастиц Pr3+:LaF3 различной морфологии по отношению к клеткам эукариот. Рассматриваются особенности взаимодействия данных наночастиц с клетками эукариот. Приводятся основные механизмы токсичности наночастиц фторидов и обсуждается потенциальная возможность их использования в качестве наносенсоров для биомедицинских приложений.

Вторая глава посвящена описанию используемых в работе экспериментальных методов первичной характеризации наночастиц Pr3+:LaF3 различной морфологии и структуры. В частности, приводятся особенности применения методов энергодисперсионной спектроскопии для исследования элементного состава наночастиц, просвечивающей электронной микроскопии -для исследования морфологии и размеров наночастиц и взаимодействия наночастиц и клеток эукариот, рентгенофазового анализа - для исследования фазового состава наночастиц, МТТ теста - для исследования цито- и фототоксичности наночастиц, проточной цитометрии - для исследования процессов взаимодействия наночастиц и клеток, методы лазерной оптической спектроскопии - для исследования спектрально-кинетических свойств наночастиц, электронного парамагнитного резонанса - для проверки гипотезы генерации активных форм кислорода (супероксида и гидроксил радикала) наночастицами в присутствие оптического (лазерного) излучения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Пудовкин Максим Сергеевич, 2021 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Анализ рынка нанотехнологий в России 02.02.2017 // [Электронный ресурс] URL: https://www.prnews.ru/topic/analiz-rynka-nanotehnologij-v-rossii

2. Brites C. D. S. Lanthanides in luminescent thermometry / C. D. S. Brites, A. Millan, L. D. Carlos // Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. -2016. - Т. 49. - P. 339-427.

3. Jiang S. Optical thermometry based on upconverted luminescence in

3~ь 3+

transparent glass ceramics containing NaYF4:Yb /Er nanocrystals / S. Jiang, P. Zeng, L. Liao, S. Tian, H. Guo, Y. Chen, C. Duan, M. Yin // Journal of alloys and compounds. - 2014. - Т. 617. - P. 538-541.

4. Zhou S. Pr -Doped y0-NaYF4 for

temperature sensing with fluorescence intensity ratio technique / S. Zhou, G. Jiang, X. Wei, C. Duan, Y. Chen, M. Yin // Journal of nanoscience and nanotechnology. - 2014. - Т. 14. - №. 5. - P. 3739-3742.

5. Naccache R. Cross-relaxation and upconversion processes in Pr singly

3~ь 3+

doped and Pr /Yb codoped nanocrystalline Gd3Ga5O12: the sensitizer/activator relationship / R. Naccache, F. Vetrone, A. Speghini, M. Bettinelli, J. Capobianco // The Journal of Physical Chemistry C. - 2008. - Т. 112. - №. 20. - С. 7750-7756.

3~ь 3+

6. Chen Q. J. Efficient down-and up-conversion of Pr -Yb co-doped transparent oxyfluoride glass ceramics / Q. Chen, W. Zhang, X. Huang, G. Dong, M. Peng, Q. Zhang // Journal of alloys and compounds. - 2012. - Т. 513. - С. 139-144.

3~ь 3+

7. De Araujo C.B. Upconversion of infrared-to-visible light in

Pr-Yb

codoped fluoroindate glass / C.B. De Araujo, C. Egalon, A.S.L. Gomes, B. Costa, Y. Messaddeq // Optics communications. - 1998. - Т. 153. - №. 4-6. - С. 271-274.

8. Chen S. Size-dependent cytotoxicity of europium doped NaYF4 nanoparticles in endothelial cells / S. Chen, C. Zhang, G. Jia, J. Duan, S. Wang, J. Zhang // Materials Science and Engineering: C. - 2014. - Т. 43. - P. 330-342

3~ь 3

9. Du P. Facile synthesis of Er /Yb +-codoped NaYF4 nanoparticles: a promising multifunctional upconverting luminescent material for versatile applications / P. Du, L. Luo, J. S. Yu // RSC advances. - 2016. - Т. 6. - №. 97. - P. 94539-94546.

171

10. Yang J. M., Yang H., Lin L. Quantum dot nano thermometers reveal heterogeneous local thermogenesis in living cells // ACS nano. - 2011. - Т. 5. - №. 6. - С. 5067 - 5071.

11. Shi Z. Dual functional NaYF4:Yb3+,Er3+@NaYF4:Yb3+, Nd3+ core-shell nanoparticles for cell temperature sensing and imaging / Z. Shi, Y. Duan, X. Zhu, Q. Wang, D. Li, K. Hu, C. Xu // Nanotechnology. - 2018. - Т. 29. - №. 9. - С. 094001.

12. Stefi A. L. Nanothermodynamics mediates drug delivery / A. Stefi, E. Sarantopoulou, Z. Kollia, N. Spyropoulos-Antonakakis, A. Bourkoula, P. Petrou, V. Semashko // GeNeDis 2014. - Springer, Cham, 2015. - С. 213-220

13. Hatto P. ISO concensus definitions relevant to nanomaterials and nanotechnologies // 4th Annual Nano Safety for Success Dialogue. ISO TC 229and BSI NTI/1 Nano-technologies Standardization Committees. 29th and 30th March. -2011.

14. Чем мельче частицы, тем лучше фильтр. Нанохимия Журнал "Коммерсантъ Наука" №6 от 05.09.2017, стр. 39 // [Электронный ресурс] URL: https://www.kommersant.ru/doc/3396748

15. (Quantum dots help return 'Triluminos' RGB LED lighting to Sony HDTVs) // [Электронный ресурс] URL: https://www.engadget.com/2013/01/14/sony-triluminos-quantum-dot-qdvision/

16. Шевлюк Н. Н. Клетки. Под ред. Б. Льюина и др. Перевод с англ. ИВ Филипповича. Под ред. Ю.С. Ченцова. М., БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011, 951 с // Морфология. - 2012. - Т. 142. - №. 4. - С. 105-106.

17. Наночастицы металлов и их оксидов в биомедицине | А.Г. Мажуга | Рождественские лекции 2015 // [Электронный ресурс] URL: https://www.youtube.com/watch?v=3bL-0NXK8IE

18. Zheng X. TbF3 nanoparticles as dual-mode contrast agents for ultrahigh field magnetic resonance imaging and X-ray computed tomography / X. Zheng, X. Wang, L. Sun, L. Chen, L. Li, S. Shi, S, C. Yan // Nano Research. - 2016. - Т. 9. - №. 4. -С. 1135 - 1147.

19. Li X. Multifunctional BaYbF5: Gd/Er upconversion nanoparticles for in vivo tri-modal upconversion optical, X-ray computed tomography and magnetic resonance imaging / X. Li, Z. Yi, Z. Xue, S. Zeng, H. Liu // Materials Science and Engineering: C. - 2017. - Т. 75. - С. 510 - 516.

20. Ximendes E. C. Unveiling in vivo subcutaneous thermal dynamics by infrared luminescent nanothermometers / E. C. Ximendes, W. Q. Santos, U. Rocha, U. K. Kagola, F. Sanz-Rodriguez, N. Fernández, C. D. Brites // Nano letters. - 2016. - Т. 16. - №. 3. - P. 1695-1703.

21. Bekah D. Synthesis and characterization of biologically stable, doped LaF3 nanoparticles co-conjugated to PEG and photosensitizers / D. Bekah, D. Cooper, K. Kudinov, C. Hill, J. Seuntjens, S. Bradforth, J. Nadeau // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. - 2016. - Т. 329. - С. 26 - 34.

3~ь 3+

22. Dai Y. Platinum (IV) pro-drug conjugated NaYF4:Yb /Er nanoparticles for targeted drug delivery and up-conversion cell imaging / Y. Dai, X. Kang, D. Yang, X. Li, X. Zhang, C. Li, J. Lin // Advanced healthcare materials. - 2013. - Т. 2. - №. 4. - С. 562 - 567.

23. Villa I. 1.3 ^m emitting SrF2: Nd nanoparticles for high contrast in vivo imaging in the second biological window / I. Villa, A. Vedda, , I.X. Cantarelli, M. Pedroni, F. Piccinelli, M. Bettinelli, C. Jacinto // Nano Research. - 2015. - Т. 8. - №. 2. - С. 649-665.

24. [Электронный ресурс] URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_32380167_95584542.pdf.

25. Clement S. X-ray induced singlet oxygen generation by nanoparticle-photosensitizer conjugates for photodynamic therapy: determination of singlet oxygen quantum yield / S. Clement, W. Deng, E. Camilleri, B.C. Wilson, E.M. Goldys // Scientific reports. - 2016. - Т. 6. - С. 19954.

26. Zhou A. In vivo near-infrared photodynamic therapy based on targeted upconversion nanoparticles / A. Zhou, Y. Wei, Q. Chen, D. Xing // Journal of biomedical nanotechnology. - 2015. - Т. 11. - №. 11. - С. 2003-2010.

27. Ren W. TWEEN coated NaYF4:Yb,Er/NaYF4 core/shell upconversion nanoparticles for bioimaging and drug delivery / W. Ren, G. Tian, S. Jian, Z. Gu, L. Zhou, L. Yan, Y. Zhao // RSC advances. - 2012. - T. 2. - №. 18. - C. 7037 - 7041.

28. Ximendes E. C. LaF3 core/shell nanoparticles for subcutaneous heating and thermal sensing in the second biological-window / E. C. Ximendes, U. Rocha, K. U. Kumar, C. Jacinto, D. Jaque, // Applied Physics Letters. - 2016. - T. 108. - №. 25. -P. 253103.

29. Vetrone F. Temperature sensing using fluorescent nanothermometers / F. Vetrone, R. Naccache, A. Zamarron, A. Juarranz de la Fuente, F. Sanz-Rodri guez, L. Martinez Maestro, J. Capobianco //ACS nano. - 2010. - T. 4. - №. 6. - C. 3254-3258.

30. Rahman P., Green M. The synthesis of rare earth fluoride based nanoparticles / P. Rahman, M. Green // Nanoscale. - 2009. - T. 1. - №. 2. - P. 214224.

31. Li S. Eukaryotic resistance to fluoride toxicity mediated by a widespread family of fluoride export proteins / S. Li, K.D. Smith, J.H. Davis, P.B. Gordon, R.P. Breaker, S.A. Strobel // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2013. -T. 110. - №. 47. - C. 19018 - 19023.

32. Prentice L. H., Tyas M. J., Burrow M. F. The effect of ytterbium fluoride and barium sulphate nanoparticles on the reactivity and strength of a glass-ionomer cement //dental materials. - 2006. - T. 22. - №. 8. - C. 746-751.

33. Kulshrestha S. Calcium fluoride nanoparticles induced suppression of Streptococcus mutans biofilm: an in vitro and in vivo approach / S. Kulshrestha, S. Khan, S. Hasan, M.E. Khan, L. Misba, A.U. Khan // Applied microbiology and biotechnology. - 2016. - T. 100. - №. 4. - C. 1901-1914.

34. Lellouche J. Antibacterial and antibiofilm properties of yttrium fluoride nanoparticles / J. Lellouche, A. Friedman, A. Gedanken, E. Banin // International journal of nanomedicine. - 2012. - T. 7. - P. 5611.

35. Zheng X. TbF3 nanoparticles as dual-mode contrast agents for ultrahigh field magnetic resonance imaging and X-ray computed tomography / X. Zheng, Y. Wang,

L. Sun, N. Chen, L. Li, S. Shi, C. Yan // Nano Research. - 2016. - Т. 9. - №. 4. - С. 1135-1147.

36. Fedorov P. P. Nanofluorides / P.P. Fedorov, A.A. Luginina, S.V. Kuznetsov, V.V. Osiko // Journal of Fluorine Chemistry. - 2011. - Т. 132. - №. 12. - С. 1012 -1039.

37. Lucky S. S., Soo K. C., Zhang Y. Nanoparticles in photodynamic therapy // Chemical reviews. - 2015. - Т. 115. - №. 4. - С. 1990 - 2042.

38. Pudovkin M. S., Rakhmatullin R. M. Fluoride nanoparticles for biomedical applications // Nanoparticles in Medicine. - Springer, Singapore, 2020. - С. 135 -174.

39. Li C. Hydrothermal synthesis of lanthanide fluorides LnF3 (Ln= La to Lu) nano-/microcrystals with multiform structures and morphologies / C.Li, J. Yang, P. Yang, H. Lian, J. Lin // Chemistry of Materials. - 2008. - Т. 20. - №. 13. - P. 43174326.

40. Vanetsev A. Relation of Crystallinity and Fluorescent Properties of LaF3:

-5

Nd + Nanoparticles Synthesized with Different Water-Based Techniques / A. Vanetsev, K. Kaldvee, L. Puust, K. Keevend, A. Nefedova, S. Fedorenko, Y. Orlovskii // Chemistry Select. - 2017. - Т. 2. - №. 17. - P. 4874-4881.

41. Kuznetsov S. V. Inorganic nanofluorides and related nanocomposites / S.V. Kuznetsov, V.V. Osiko, E.A. Tkatchenko, P.P. Fedorov // Russian chemical reviews. -2006. - Т. 75. - №. 12. - С. 1065.

42. Ясыркина Д. С. Разработка методов синтеза нанодисперсного люминофора NaYF4:Yb:Er для биомедицинских исследований.: дис. к.тех.н.: 05.27.06.: защищена дата: 27.10.2014 / Д. С. Ясыркина. - Москва - 2014. - 140 с.

43. Wang M. Controlled synthesis and characterization of nanostructured EuF3 with different crystalline phases and morphologies / M.Wang, Q. L. Huang, J. M. Hong, X. T. Chen, Z. L. Xue // Crystal growth & design. - 2006. - Т. 6. - №. 9. - P. 2169-2173.

44. Zhu L. Morphological control and luminescent properties of CeF3 nanocrystals / L. Zhu, Q. Li, X. Liu, J. Li, Y. Zhang, J. Meng, X. Cao // The Journal of Physical Chemistry C. - 2007. - T. 111. - №. 16. - P. 5898-5903.

45. Fedorov P. P. Phase diagram of the NaF-CaF2 system and the electrical conductivity of a CaF2-based solid solution / P.P.Fedorov, M.N.Maykova, S.V. Kuznetsov, V.A. Maslov, N.I.Sorokin, A.E.Baranchikov, V.K.Ivanov, A.A.Pynenkov, M.A.Uslamina, K.N.Nishchev // Russian Journal of Inorganic Chemistry. - 2016. - T. 61. - №. 11. - P. 1472-1478.

46. Wang Z. Solvent-assisted selective synthesis of NaLaF4 and LaF3 fluorescent nanocrystals via a facile solvothermal approach / Z. Wang, C. Liu, Y. Wang, Z. Li // Journal of Alloys and Compounds. - 2011. - T. 509. - №. 5. - P. 19641968.

47. Nie L. Selective synthesis of LaF3 and NaLaF4 nanocrystals via lanthanide ion doping / L. Nie, Y. Shen, X. Zhang, X. Wang, B. Liu, Y. Wang, W. Huang // Journal of Materials Chemistry C. - 2017. - T. 5. - №. 35. - P. 9188-9193.

48. Bulavin L. Physical properties of liquid NaF-LiF-LaF3 and NaF-LiF-NdF3 eutectic alloys / L. Bulavin, Y. Plevachuk, V. Sklyarchuk, I. Shtablavyy, N. Faidiuk, R. Savchuk // Journal of nuclear materials. - 2013. - T. 433. - №. 1-3. - P. 329-333.

49. Fedorov P. P. Coprecipitation from aqueous solutions to prepare binary fluorides / P. P. Fedorov, S. V. Kuznetsov, M. N. Mayakova, V. V. Voronov, R. P. Ermakov, A. E. Baranchikov, V. V. Osiko // Russian Journal of Inorganic Chemistry. - 2011. - T. 56. - №. 10. - P. 1525.

5 3+

50. Zhang X. Photoluminescence properties and D0 decay analysis of LaF3:Eu nanocrystals prepared by using surfactant assist / X. Zhang, T. Hayakawa, M. Nogami //International Journal of Applied Ceramic Technology. - 2011. - T. 8. - №. 4. - P. 741-751.

51. Alakshin E. M. Annealing of PrF3 nanoparticles by microwave irradiation / E. M. Alakshin, R. R. Gazizulin, A. V. Klochkov, S. L. Korableva, T. R. Safin, K. R. Safiullin, M. S. Tagirov // Optics and Spectroscopy. - 2014. - T. 116. - №. 5. - P. 721-723.

52. Ma L. Microwave-assisted hydrothermal synthesis and characterizations of PrF3 hollow nanoparticles / L. Ma, W. X. Chen, Y. F. Zheng, J. Zhao, Z. Xu // Materials Letters. - 2007. - Т. 61. - №. 13. - P. 2765-2768.

53. Bekah D. Synthesis and characterization of biologically stable, doped LaF3 nanoparticles co-conjugated to PEG and photosensitizers / D. Bekah, D. Cooper, K. Kudinov, C. Hill, J. Seuntjens, S. Bradforth, J. Nadeau // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. - 2016. - Т. 329. - P. 26-34.

54. Yi G. S. Colloidal LaF3:Yb, Er, LaF3:Yb, Ho and LaF3:Yb, Tm nanocrystals with multicolor upconversion fluorescence / G. S. Yi, G. M. Chow //Journal of Materials Chemistry. - 2005. - Т. 15. - №. 41. - P. 4460-4464.

55. Patel D. Strong visible upconversion in rare earth ion-doped NaYF4 crystals / D. Patel, C. Vance, N. King, M. Jessup, L. Green, S. Sarkisov // Journal of Nonlinear Optical Physics & Materials. - 2010. - Т. 19. - №. 02. - P. 295-301.

56. Гидротермальные процессы // Химическая энциклопедия. Т. 1. — М.: Советская энциклопедия, 1988. - С. 567.

57. Ladol J. Hydrothermal synthesis, characterization and luminescent properties of lanthanide-doped NaLaF4 nanoparticles / J. Ladol, H. Khajuria, S. Khajuria, H. N. Sheikh // Bulletin of Materials Science. - 2016. - Т. 39. - №. 4. - P. 943-952.

58. Tian Y. Spectroscopic Study of Eu Doped LaF3 Nanoparticles Prepared with Different PH Values / Y. Tian, H. Zheng, M. Cui, Z. Fu, D. Gao, W. Gao // Journal of nanoscience and nanotechnology. - 2011. - Т. 11. - №. 11. - P. 9808-9812.

59. Ye S. pH value manipulated phase transition, microstructure evolution and tunable upconversion luminescence in Yb - Er codoped LiYF4/YF3 nanoparticles / S. Ye, R. Hu, N. Jiang, H. Wang, D. Wang // Dalton Transactions. - 2015. - Т. 44. -№. 35. - P. 15583-15590.

60. Cao C. Hydrothermal synthesis and optical properties of Eu doped NaREF4 (RE= Y, Gd), LnF3 (Ln= Y, La), and YF3- 1.5 NH3 micro/nanocrystals / C. Cao, H. K. Yang, J. W. Chung, B. K. Moon, B. C. Choi, J. H. Jeong, K. H. Kim // Materials Research Bulletin. - 2011. - Т. 46. - №. 10. - P. 1553-1559.

177

61. Cravotto, G., Carnaroglio, D. (Eds.). (2017). Microwave chemistry. Berlin, Germany: De Gruyter.

62. Bilecka I., Niederberger M. Microwave chemistry for inorganic nanomaterials synthesis // Nanoscale. - 2010. - Т. 2. - №. 8. - С. 1358-1374.

63. Nuchter M. Microwave assisted synthesis-a critical technology overview / . Nuchter, B. Ondruschka, W. Bonrath, A. Gum // Green chemistry. - 2004. - Т. 6. - №. 3. - С. 128-141.

64. Alakshin E. M. Experimental proof of the existence of water clusters in fullerene-like PrF3 nanoparticles / E. M. Alakshin, D. S. Blokhin, A. M. Sabitova, A. V. Klochkov, V. V. Klochkov, K. Kono, S. L. Korableva, M. S. Tagirov. // JETP letters. - 2012. - Т. 96. - №. 3. - P. 181-183.

65. Alakshin E. M. The self-assembly of DyF3 nanoparticles synthesized by chloride-based route / Alakshin, E. M., Kondratyeva, E. I., Nuzhina, D. S., Iakovleva, M. F., Kuzmin, V. V., Safiullin, K. R., ... Tagirov, M. S. // Journal of Nanoparticle Research. - 2018. - Т. 20. - №. 12. - Article number 332 (11 p.).

66. Феофилов С. П. Спектроскопия диэлектрических нанокристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов / С. П. Феофилов //Физика твердого тела. - 2002. - Т. 44. - №. 8. - C. 1348-1355.

67. Noei H. The identification of hydroxyl groups on ZnO nanoparticles by infrared spectroscopy / H. Noei, H. Qiu, Y. Wang, E. Loffler, C. Woll, M. Muhler // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2008. - Т. 10. - №. 47. - С. 7092-7097.

68. Пустоваров В. А. Спектроскопия редкоземельных ионов // Учебное пособие. ЭОР УрФУ. - 2016. - №. 13485.

69. Пржевуский А. К., Никоноров Н. В. Конденсированные лазерные среды // СПб: СПбГУ ИТМО. - 2009. - Т. 147.

3~ь з+

70. Meijer J. M. Downconversion for solar cells in YF3: Nd ,Yb / J.M. Meijer, L. Aarts, B. van der Ende, T.J. Vlugt, A. Meijerink // Physical Review B. - 2010. - Т. 81. - №. 3. - С. 035107.

71. Kuznetsov S. V. Synthesis and luminescence studies of CaF2:Yb:Pr solid solutions powders for photonics / S. V. Kuznetsov, O. A. Morozov, V. G. Gorieva, M.

178

N. Mayakova, M. A. Marisov, V. V. Voronov, P. P. Fedorov, //Journal of Fluorine Chemistry. - 2018. - T. 211. - P. 70-75.

72. Davies G. L., O'Brien J., Gun'ko Y. K. Rare earth doped silica nanoparticles via thermolysis of a single source metallasilsesquioxane precursor // Scientific reports. - 2017. - T. 7. - C. 45862.

73. Ng S. M., Koneswaran M., Narayanaswamy R. A review on fluorescent inorganic nanoparticles for optical sensing applications // RSC advances. - 2016. - T. 6. - №. 26. - C. 21624-21661.

74. Dramicanin M. D. Self-referenced luminescence thermometry with Sm doped TiO2 nanoparticles / M. D. Dramicanin, Z. Antic, S. Culubrk, S. P. Ahrenkiel, J. M. Nedeljkovic //Nanotechnology. - 2014. - T. 25. - №. 48. - P. 485501.

3 3

75. Stouwdam J. W. Near-infrared emission of redispersible Er +, Nd +, and Ho doped LaF3 nanoparticles / J. W. Stouwdam, F. C. van Veggel // Nano letters. -2002. - T. 2. - №. 7. - P. 733-737.

76. Kumar S., Kumari P., Singh R. Emerging Nanomaterials for Cancer Therapy // Nanoparticles in Medicine. - Springer, Singapore, 2020. - C. 25-54.

77. Brites C. D. S., Balabhadra S., Carlos L. D. Lanthanide-Based Thermometers: At the Cutting-Edge of Luminescence Thermometry // Advanced Optical Materials. - 2019. - T. 7. - №. 5. - C. 1801239.

78. Cheng Y. Strategy design for ratiometric luminescence thermometry: circumventing the limitation of thermally coupled levels / Y. Cheng, Y. Gao, H. Lin, F. Huang, Y. Wang // Journal of Materials Chemistry C. - 2018. - T. 6. - №. 28. - C. 7462-7478.

79. Kazakov B. N. Optical Method of Measuring the Temperature of Fluoride Crystals Activated by Yb and Tm Ions / B. Kazakov, O. Goriev, A. Khadiev, S. Korableva, V. Semashko // Physics of the Solid State. - 2019. - T. 61. - №. 5. - C. 840-843.

80. P. Neubert, US2085508 A, 1937.

81. P. Neubert, US2071471A, 1937.

82. Urbach F., Nail N. R., Pearlman D. The observation of temperature distributions and of thermal radiation by means of non-linear phosphors //JOSA. -1949. - T. 39. - №. 12. - C. 1011 -1019.

83. Lawson R. N., Alt L. L. Skin temperature recording with phosphors: a new technique //Canadian Medical Association Journal. - 1965. - T. 92. - №. 6. - C. 255.

84. Stouwdam J. W. Near-infrared emission of redispersible Er , Nd , and Ho doped LaF3 nanoparticles / J. W. Stouwdam, F. C. van Veggel // Nano letters. -2002. - T. 2. - №. 7. - P. 733-737.

85. Sales T. O. Facile and fast synthesis of lanthanide nanoparticles for bioapplications / S. Sales E. Ximendes, D. Jaque, C. Jacinto // Nanocomposites for Photonic and Electronic Applications. - Elsevier, 2020. - C. 195 - 228.

86. Ding M. A new non-contact self-calibrated optical thermometer based on Ce3+— Tb3+—> Eu3+ energy transfer process /M. Ding, M. Xu, D. Chen // Journal of Alloys and Compounds. - 2017. - T. 713. - C. 236-247.

87. Zhang A. Ln3+ (Er3+, Tm3+ and Ho3+)-doped NaYb(MoO4)2

upconversion

phosphors as wide range temperature sensors with high sensitivity / A. Zhang, Z. Sun, G. Liu, Z. Fu, Z. Hao, Y. Wei // Journal of Alloys and Compounds. - 2017. - T. 728. -C. 476 - 483.

88. Ding M. Transparent sol-gel glass ceramics containing ß-NaYF4: Yb /Er nanocrystals: structure, upconversion luminescent properties and optical thermometry behavior / D. Ding, C. Lu, L. Chen, W. Bai, Y. Yuan, Z. Ji // Ceramics International. -2018. - T. 44. - №. 14. - C. 16379 - 16387.

89. Ding M. ß-NaYF4: Yb /Er nanocrystals embedded sol-gel glass ceramics for self-calibrated optical thermometry / M. Ding, Z. Shen, Y. Yuan, W. Bai, C. Lu, Z. Ji // Ceramics International. - 2018. - T. 44. - №. 12. - C. 14884 - 14890.

90. Bu Y. Y. Optical thermometry based on luminescence behavior of Dy -doped transparent LaF3 glass ceramics / Y. Y. Bu, S. J. Cheng, X. F. Wang, X. H. Yan // Applied Physics A. - 2015. - T. 121. - №. 3. - P. 1171-1178.

91. Pudovkin M. S. Physical Background for Luminescence Thermometry

Sensors Based on Pr :LaF3 Crystalline Particles / M. S. Pudovkin, O. A. Morozov, V.

180

V. Pavlov, S. L. Korableva, E. V. Lukinova, Y. N. Osin, V. V. Semashko, // Journal of Nanomaterials. - 2017. - Т. 2017. - Article ID 3108586, 9 p.

92. Wawrzynczyk D. Neodymium (III) doped fluoride nanoparticles as non-contact optical temperature sensors / D. Wawrzynczyk, A. Bednarkiewicz, M. Nyk, W. Strek, M. Samoz // Nanoscale. - 2012. - Т. 4. - №. 22. - P. 6959-6961.

93. Pinol R. Nanoscale Thermometry for Hyperthermia Applications / R. Pinol, C. D. Brites, N. J. Silva, L. D. Carlos, A. Millan // Nanomaterials for Magnetic and Optical Hyperthermia Applications. - Elsevier, 2019. - P. 139-172.

94. Ladol J., Khajuria H., Sheikh H. N. BaLaF5, BaLaF5:Eu3+, BaLaF5: Eu3+/Tb3+ and BaLaF5:Eu3+@BaLaF5:Gd3+ core/shell nanoplates: hydrothermal synthesis, luminescence and magnetic properties // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. - 2016. - Т. 27. - №. 4. - С. 4084 - 4092.

95. Gharouel

S. Fluorescence intensity ratio and lifetime thermometry of praseodymium phosphates for temperature sensing / S. Gharouel, L. Labrador-Paez, P. Haro-Gonzalez, K. Horchani-Naifer, M. Ferid // Journal of Luminescence. - 2018. - Т. 201. - P. 372-383.

3~ь 3+

96. Marciniak L. Size dependent sensitivity of Yb3+, Er up-converting luminescent nano-thermometers / L. Marciniak, K. Prorok, A. Bednarkiewicz //Journal of Materials Chemistry C. - 2017. - Т. 5. - №. 31. - P. 7890-7897.

97. Marciniak L. The impact of nanocrystals size on luminescent properties and thermometry capabilities of Cr, Nd doped nanophosphors / L. Marciniak, A. Bednarkiewicz, W. Strek // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2017. - Т. 238. - P. 381-386.

98. Huang X. The promotion of human malignant melanoma growth by mesoporous silica nanoparticles through decreased reactive oxygen species / X. Huang, J. Zhuang, X. Teng, L. Li, D. Chen, X. Yan, F. Tang // Biomaterials. - 2010. -Т. 31. - №. 24. - С. 6142 - 6153.

99. Bhattacharya K. Titanium dioxide nanoparticles induce oxidative stress and

DNA-adduct formation but not DNA-breakage in human lung cells / K. Bhattacharya,

181

M. Davoren, J. Boertz, R. P. Schins, E. Hoffmann, E. Dopp // Particle and Fibre Toxicology. - 2009. - Т. 6. - №. 1. - P. 17.

100. Wang J. Detection and analysis of reactive oxygen species (ROS) generated by nano-sized TiO2 powder under ultrasonic irradiation and application in sonocatalytic degradation of organic dyes / J. Wang, Y. Guo, B. Liu, X. Jin, L. Liu, R. Xu, B. Wang // Ultrasonics Sonochemistry. - 2011. - Т. 18. - №. 1. - С. 177 - 183.

101. Shukla R. K. TiO2 nanoparticles induce oxidative DNA damage and apoptosis in human liver cells / R.K. Shukla, A. Kumar, D. Gurbani, A.K. Pandey, Singh, A. Dhawan // Nanotoxicology. - 2013. - Т. 7. - №. 1. - С. 48 - 60.

102. Kannan K., Jain S. K. Oxidative stress and apoptosis // Pathophysiology. -2000. - Т. 7. - №. 3. - С. 153 - 163.

103. Finkel T., Holbrook N. J. Oxidants, oxidative stress and the biology of ageing // Nature. - 2000. - Т. 408. - №. 6809. - С. 239.

104. Shang L. Engineered nanoparticles interacting with cells: size matters /L. Shang, K. Nienhaus,G. U. Nienhaus //Journal of nanobiotechnology. - 2014. - Т. 12. -№. 1. - Article number 5 (11 p.).

105. Kirchner C. Cytotoxicity of colloidal CdSe and CdSe/ZnS nanoparticles / C. Kirchner, T. Liedl, S. Kudera, T. Pellegrino, A. Muñoz Javier, H. E. Gaub, W. J. Parak // Nano letters. - 2005. - Т. 5. - №. 2. - P. 331-338.

106. Владимиров Ю. А., Потапенко А. Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов. - Дрофа, 2006.

107. Li X. Multifunctional BaYbF5: Gd/Er upconversion nanoparticles for in vivo tri-modal upconversion optical, X-ray computed tomography and magnetic resonance imaging / X. Li, Z. Yi, Z. Xue, S. Zeng, H. Liu // Materials Science and Engineering: C. - 2017. - Т. 75. - С. 510 - 516.

108. Ren W. T. Bimodal fluorescence and magnetic resonance imaging using water-soluble hexagonal NaYF4: Ce, Tb, Gd nanocrystals / W.T. Ren, L.B. Liang, F. Qi, Z.B. Sun, Z.. Yang, X.Q. Huang, Q.Y. Gong // Journal of Nanomaterials. - 2011. -Т. 2011.

109. Wysokinska E. Cytotoxic interactions of bare and coated NaGdF4:Yb :Er nanoparticles with macrophage and fibroblast cells / E. Wysokinska, J. Cichos, E. Ziolo, A. Bednarkiewicz, L. Strz^dala, M. Karbowiak, W. Kalas // Toxicology in Vitro. - 2016. - T. 32. - P. 16-25.

110. Wang K. Toxicity assessments of near-infrared upconversion luminescent LaF3: Yb, Er in early development of zebrafish embryos / K. Wang, J. Ma, M. He, G. Gao, H. Xu, J. Sang, D. Cui // Theranostics. - 2013. - T. 3. - №. 4. - P. 258.

111. Bala W. A. Investigation of anti-bacterial activity and cytotoxicity of calcium fluoride nanoparticles / W. A. Bala, V. S. Benitha, K. Jeyasubramanian, G. S. Hikku, P. Sankar, S. V. Kumar // Journal of Fluorine Chemistry. - 2017. - T. 193. - P. 38-44.

112. Li S. Eukaryotic resistance to fluoride toxicity mediated by a widespread family of fluoride export proteins / S. Li, K. D. Smith, J. H. Davis, P. B. Gordon, R. R. Breaker, S. A. Strobel // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2013. -T. 110. - №. 47. - P. 19018-19023.

113. Kulshrestha S. Calcium fluoride nanoparticles induced suppression of Streptococcus mutans biofilm: an in vitro and in vivo approach / S. Kulshrestha, S. Khan, S. Hasan, M. E. Khan, L. Misba, A. U. Khan // Applied microbiology and biotechnology. - 2016. - T. 100. - №. 4. - P. 1901-1914.

114. Shcherbakov A. B. Cerium fluoride nanoparticles protect cells against oxidative stress / A. B. Shcherbakov, N. M. Zholobak, A. E. Baranchikov, A. V. Ryabova, V. K. Ivanov // Materials Science and Engineering: C. - 2015. - T. 50. - P. 151-159.

115. Nel A. E. Understanding biophysicochemical interactions at the nano-bio interface / A. E. Nel, L. Madler, D. Velegol, T. Xia, E. M. Hoek, P. Somasundaran, M. Thompson // Nature materials. - 2009. - T. 8. - №. 7. - P. 543-557.

116. Ladol J. Hydrothermal synthesis, characterization and luminescent properties of lanthanide-doped NaLaF4 nanoparticles / J. Ladol, H. Khajuria, S. Khajuria, H. N. Sheikh // Bulletin of Materials Science. - 2016. - T. 39. - №. 4. - P. 943-952.

117. Clement S. X-ray induced singlet oxygen generation by nanoparticle-photosensitizer conjugates for photodynamic therapy: determination of singlet oxygen quantum yield / S. Clement, W. Deng, E. Camilleri, B.C. Wilson, E.M. Goldys // Scientific reports. - 2016. - Т. 6. - С. 19954.

118. Rocha U. Subtissue thermal sensing based on neodymium-doped LaF3 nanoparticles / U. Rocha, C. Jacinto da Silva, W. Ferreira Silva, I. Guedes, A. Benayas, L. Martinez Maestro, D. Jaque // Acs Nano. - 2013. - Т. 7. - №. 2. - С. 1188 - 1199.

119. Goldstein J. I. et al. Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis. - Springer, 2017.

120. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела: Пер. с англ. -Физматгиз, 1963.

121. Клопотов А. А. Основы рентгеноструктурного анализа в материаловедении. - 2012.

122. Scherrer P. Bestimmung der inneren Struktur und der Größe von Kolloidteilchen mittels Röntgenstrahlen // Kolloidchemie Ein Lehrbuch. - Springer, Berlin, Heidelberg, 1912. - С. 387 - 409.

123. Williamson G. K., Hall W. H. X-ray line broadening from filed aluminium and wolfram // Acta metallurgica. - 1953. - Т. 1. - №. 1. - С. 22 - 31.

124. Sivakami R., Dhanuskodi S., Karvembu R. Estimation of lattice strain in nanocrystalline RuO2 by Williamson-Hall and size-strain plot methods / R. Sivakami, S. Dhanuskodi, R. Karvembu // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. - 2016. - Т. 152. - С. 43 - 50.

125. Aitchison J., Brown J. A. C. The lognormal distribution with special reference to its uses in economics. - 1957.

126. Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays // Journal of immunological methods. - 1983. - Т. 65. - №. 1-2. - С. 55-63.

127. Bhattacharjee S. Reactive oxygen species and oxidative burst: roles in stress, senescence and signal transducation in plants // Current Science. - 2005. - С. 1113-1121.

128. Buettner G. R., Mason R. P. Spin-trapping methods for detecting superoxide and hydroxyl free radicals in vitro and in vivo // Critical reviews of oxidative stress and aging: advances in basic science, diagnostics and intervention. -2002. - Т. 1. - С. 27-38.

129. Bao L. Controlled synthesis of uniform LaF3 polyhedrons, nanorods and nanoplates using NaOH and ligands / L. Bao, Z. Li, Q. Tao, J. Xie, Y. Mei, Y. Xiong // Nanotechnology. - 2013. - Т. 24. - №. 14. - P. 145604.

130. Guozhong C. Nanostructures and nanomaterials: synthesis, properties and applications. - World scientific, 2004.

131. Marciniak L., Bednarkiewicz A., Strek W. The impact of nanocrystals size on luminescent properties and thermometry capabilities of Cr, Nd doped nanophosphors //Sensors and Actuators B: Chemical. - 2017. - Т. 238. - С. 381 - 386.

132. Цыбуля С. В., Черепанова С. В. Введение в структурный анализ нанокристаллов. - 2009.

133. Gai S. Monodisperse CeF3, CeF3:Tb3+, and CeF3:Tb3+@ LaF3 core/shell nanocrystals: synthesis and luminescent properties / S. Gai, P. Yang, X. Li, C. Li, D. Wang, Y. Dai, J. Lin // Journal of Materials Chemistry. - 2011. - Т. 21. - №. 38. - С. 14610-14615.

134. Kreidt E., Kruck C., Seitz M. Nonradiative deactivation of lanthanoid luminescence by multiphonon relaxation in molecular complexes // Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. - Elsevier, 2018. - Т. 53. - С. 35 - 79.

135. Pukhov K. K., Orlovskii Y. V., Basiev T. T. Spontaneous and stimulated transitions in impurity dielectric nanoparticles // Recent Optical and Photonic Technologies. - INTECH-Open Access publisher, 2010. - С. 317 - 340.

136. Zak A. K. X-ray analysis of ZnO nanoparticles by Williamson-Hall and size-strain plot methods / A. K. Zak, W. A. Majid, M. E. Abrishami, R. Yousefi // Solid State Sciences. - 2011. - Т. 13. - №. 1. - P. 251-256.

185

137. Ai F. A core-shell-shell nanoplatform upconverting near-infrared light at 808 nm for luminescence imaging and photodynamic therapy of cancer / F. Ai, Q. Ju, X. Zhang, X. Chen, F. Wang, G. Zhu // Scientific reports. - 2015. - T. 5. - P. 10785.

138. Ghosh Chaudhuri R., Paria S. Core/shell nanoparticles: classes, properties, synthesis mechanisms, characterization, and applications // Chemical reviews. - 2012. - T. 112. - №. 4. - C. 2373-2433.

139. Xie M. Y. Synthesis of highly fluorescent LaF3:Ln /LaF3 core/shell nanocrystals by a surfactant-free aqueous solution route / M. Xie, L. Yu, H. He, X. Yu // Journal of Solid State Chemistry. - 2009. - T. 182. - №. 3. - C. 597-601.

140. Li T. Preparation of Ag/SiO2 nanosize composites by a reverse micelle and sol- gel technique / T. Li, J. Moon, A. A. Morrone, J. J. Mecholsky, D. R. Talham, J. H. Adair // Langmuir. - 1999. - T. 15. - №. 13. - P. 4328-4334.

141. Pudovkin M. S. Characterization of Pr-doped LaF3 nanoparticles synthesized by different variations of coprecipitation method / M. Pudovkin, D. Koryakovtseva, E. Lukinova, S. Korableva, R. Khusnutdinova, A. Kiiamov, V. Semashko // Journal of Nanomaterials. - 2019. - T. 2019.

142. Pudovkin M. S. Luminescence nanothermometry based on

Pr LaF3

single core and Pr : LaF3/LaF3 core/shell nanoparticles / M. Pudovkin, D. Koryakovtseva, E. Lukinova, S. Korableva, R. Khusnutdinova, A. Kiiamov, V. Semashko // Advances in Materials Science and Engineering. - 2019. - T. 2019.

143. Pudovkin M. S. The comparison of Pr :LaF3 and Pr +:LiYF4 luminescent nano-and microthermometer performances / M. Pudovkin, S. Korableva, D. Koryakovtseva, E. Lukinova, A. Lovchev, O. Morozov, V. Semashko // Journal of Nanoparticle Research. - 2019. - T. 21. - №. 12. - C. 266.

144. Van Meerloo J., Kaspers G. J. L., Cloos J. Cell sensitivity assays: the MTT assay //Cancer cell culture. - Humana Press, 2011. - C. 237-245.

145. Morgan D. M. L. Tetrazolium (MTT) assay for cellular viability and activity //Polyamine protocols. - Humana Press, 1998. - C. 179-184.

146. Maiorano G. Effects of cell culture media on the dynamic formation of

protein- nanoparticle complexes and influence on the cellular response / G. Maiorano,

186

S. Sabella, B. Sorce, V. Brunetti, M. A. Malvindi, R. Cingolani, P. P. Pompa, // ACS nano. - 2010. - T. 4. - №. 12. - P. 7481-7491.

147. Satzer P. Protein adsorption onto nanoparticles induces conformational changes: particle size dependency, kinetics, and mechanisms / P. Satzer, F. Svec, G. Sekot, A. Jungbauer // Engineering in life sciences. - 2016. - T. 16. - №. 3. - P. 238246.

148. Shang L. Engineered nanoparticles interacting with cells: size matters /L. Shang, K. Nienhaus,G. U. Nienhaus //Journal of nanobiotechnology. - 2014. - T. 12. -№. 1. - Article number 5 (11 p.).

149. Walkey C. D. Understanding and controlling the interaction of nanomaterials with proteins in a physiological environment / C. D. Walkey, W. C. W. Chan //Chemical Society Reviews. - 2012. - T. 41. - №. 7. - P. 2780-2799.

150. Gebauer J. S. Impact of the nanoparticle-protein corona on colloidal stability and protein structure / J. S. Gebauer, M. Malissek, S. Simon, S. K. Knauer, M. Maskos, R. H. Stauber, L. Treuel // Langmuir. - 2012. - T. 28. - №. 25. - P. 96739679.

151. Pudovkin M. S. Coprecipitation method of synthesis, characterization, and cytotoxicity of Pr3+:LaF3 (CPr = 3, 7, 12, 20, 30%) nanoparticles / M. S. Pudovkin, P. V. Zelenikhin, V. Shtyreva, O. A. Morozov, D. A. Koryakovtseva, V. V. Pavlov, V. V. Semashko // Journal of nanotechnology. - 2018. - T. 2018. - Article ID 8516498 (9 p.).

152. Stearns R. C. Endocytosis of ultrafine particles by A549 cells / R. C. Stearns, J. D. Paulauskis, J. J. Godleski //American journal of respiratory cell and molecular biology. - 2001. - T. 24. - №. 2. - P. 108-115.

153. Capco D. G., Krochmalnic G., Penman S. A new method of preparing embeddment-free sections for transmission electron microscopy: applications to the cytoskeletal framework and other three-dimensional networks // The Journal of cell biology. - 1984. - T. 98. - №. 5. - C. 1878-1885.

154. Behzadi S. Cellular uptake of nanoparticles: journey inside the cell / S. Behzadi, V. Serpooshan, W. Tao, M. A. Hamaly, M. Y. Alkawareek, E. C. Dreaden, M. Mahmoudi // Chemical Society Reviews. - 2017. - Т. 46. - №. 14. - P. 4218-4244.

155. Kerr M. C. Defining macropinocytosis / M. C. Kerr, R. D. Teasdale //Traffic. - 2009. - Т. 10. - №. 4. - P. 364-371.

156. Oh N. Endocytosis and exocytosis of nanoparticles in mammalian cells / N. Oh, J. Park // International journal of nanomedicine. - 2014. - Т. 9. - №. Suppl 1. - P. 51-63.

157. Capco D. G., Chen Y. Nanomaterial. - Springer Science+ Business Media, Dordrecht, The Netherlands, 2014.

158. Doherty G. J. Mechanisms of endocytosis / G. J. Doherty, H. T. McMahon // Annual review of biochemistry. - 2009. - Т. 78. - P. 857-902.

159. Canton I. Endocytosis at the nanoscale / I. Canton, G. Battaglia, L. G. Wu, E. Hamid, W. Shin, H. C. Chiang // Chemical Society Reviews. - 2012. - Т. 41. - №. 7. - P. 2718-2739.

160. Wu L. G. Exocytosis and endocytosis: modes, functions, and coupling mechanisms L. G. Wu, E. Hamid, W. Shin, H. C. Chiang // Annual review of physiology. - 2014. - Т. 76. - P. 301-331.

161. Ченцов Ю.С. Общая цитология. Издательство Московского университета. 1995 г. С. 177.

162. Zucker R. M. Detection of TiO2 nanoparticles in cells by flow cytometry / R. M. Zucker, E. J. Massaro, K. M. Sanders, L. L. Degn, W. K. Boyes // Cytometry Part A. - 2010. - Т. 77. - №. 7. - P. 677-685.

163. Vranic S. Deciphering the mechanisms of cellular uptake of engineered nanoparticles by accurate evaluation of internalization using imaging flow cytometry / S. Vranic, N. Boggetto, V. Contremoulins, S. Mornet, N. Reinhardt, F. Marano, S. Boland // Particle and fibre toxicology. - 2013. - Т. 10. - №. 1. - Article number 2 (16

p.).

164. Lellouche J. Antibacterial and antibiofilm properties of yttrium fluoride nanoparticles / J. Lellouche, A. Friedman, A. Gedanken, E. Banin // International journal of nanomedicine. - 2012. - Т. 7. - P. 5611.

165. Wang K. Toxicity assessments of near-infrared upconversion luminescent LaF3: Yb, Er in early development of zebrafish embryos / K. Wang, J. Ma, M. He, G. Gao, H. Xu, J. Sang, D. Cui // Theranostics. - 2013. - Т. 3. - №. 4. - P. 258.

166. Бацанова Л. Р. Фториды редкоземельных элементов //Успехи химии. -1971. - Т. 40. - №. 6. - С. 945-979.

167. Bala W. A. Investigation of anti-bacterial activity and cytotoxicity of calcium fluoride nanoparticles / W. A. Bala, V. S. Benitha, K. Jeyasubramanian, G. S. Hikku, P. Sankar, S. V. Kumar // Journal of Fluorine Chemistry. - 2017. - Т. 193. - P. 38-44.

168. Анциферова А. А. ИЗУЧЕНИЕ ТРАНСПОРТА НЕОРГАНИЧЕСКИХ НАНОЧАСТИЦ В ЖИВЫХ ОРГАНИЗМАХ. - 2016.

169. Генина Э.А. Методы биофотоники: Фототерапия / Э.А. Генина// Саратов: Новый ветер. - 2012. - 119 с.

170. Semashko V. V. Tiny rare-earth fluoride nanoparticles activate tumour cell growth via electrical polar interactions / V. Semashko, M. Pudovkin, A. Cefalas, P. Zelenikhin, V. Gavriil, A. Nizamutdinov, E. Sarantopoulou // Nanoscale research letters. - 2018. - Т. 13. - №. 1. - С. 370.

171. Pudovkin M. S. Cellular uptake and cytotoxicity of unmodified Pr +:LaF3 nanoparticles / M. Pudovkin, P. Zelenikhin, V. Shtyreva, E. Evtugyn, V. Salnikov, A. Nizamutdinov, V. Semashko // Journal of Nanoparticle Research. - 2019. - Т. 21. -№. 8. - С. 184.

172. Vetrone F. Temperature sensing using fluorescent nanothermometers / F. Vetrone, R. Naccache, A. Zamarron, A. Juarranz de la Fuente, F. Sanz-Rodri guez, L. Martinez Maestro, J.A. Capobianco // ACS nano. - 2010. - Т. 4. - №. 6. - С. 3254 -3258.

173. Shi Z. Dual functional NaYF4:Yb3+,Er3+@NaYF4:Yb3+, Nd3+ core-shell nanoparticles for cell temperature sensing and imaging / Z. Shi, Y. Duan, X. Zhu, Q. Wang, D. Li, K. Hu, C. Xu // Nanotechnology. - 2018. - T. 29. - №. 9. - C. 094001.

-5

174. Reichert F. Diode pumped laser operation and spectroscopy of Pr +:LaF3 / F. Reichert, F. Moglia, D. T. Marzahl, P. Metz, M. Fechner, N. O. Hansen, G. Huber // Optics express. - 2012. - T. 20. - №. 18. - P. 20387-20395.

175. Runowski M. Praseodymium doped YF3:Pr nanoparticles as optical thermometer based on luminescence intensity ratio (LIR)-Studies in visible and NIR range / M. Runowski, P. Wozny, I. R. Martin, V. Lavin, S. Lis // Journal of Luminescence. - 2019. - T. 214. - P. 116571 (6 p).

176. Wu H. LaF3: Pr hollow hexagon nanostructures via green and eco-friendly synthesis and their photoluminescence properties / H. Wu, M. Fang, G. T. Fei, Z. M. Hu, L. De Zhang // Journal of materials science. - 2019. - T. 54. - №. 4. - P. 2897-2907.

177. Caspers H. H. Energy levels of Pr in LaF3 / H. H. Caspers, H. E. Rast, R. A. Buchanan //The Journal of Chemical Physics. - 1965. - T. 43. - №. 6. - P. 21242128.

1 3+

178. Carnall W. T. % Level of Pr3+

in Crystal Matrices and Energy-Level

2 3+

Parameters for the 4f Configuration of Pr in LaF3 / W. Carnall, P. R. Fields, R. Sarup //The Journal of Chemical Physics. - 1969. - T. 51. - №. 6. - P. 2587-2591.

179. Martin N. Optical spectra and analysis of Pr in ß-NaYF4 / N. Martin, P. Boutinaud, M. Malinowski, R. Mahiou, J. C. Cousseins // Journal of alloys and compounds. - 1998. - T. 275. - P. 304-306.

180. Guo Y. Tailoring up-conversion luminescence for single band located in first biological windows and optical thermometry of Yb /Ln (Ln= Er, Tm) doped oxyfluoride ceramics via Cr doping / Y. Guo, L. Zhao, Y. Fu, H. Yu // Journal of Luminescence. - 2019. - T. 215. - C. 116629.

181. Rocha U. Neodymium-Doped LaF3 Nanoparticles for Fluorescence Bioimaging in the Second Biological Window / U. Rocha, K. Kumar, C. Jacinto, I.

Villa, F. Sanz-Rodríguez, M. del Carmen Iglesias de la Cruz, J. Solé // Small. - 2014. - T. 10. - №. 6. - C. 1141-1154.

182. Hölsä J. White up-conversion luminescence of NaYF4: Yb3+, Pr3+, Er3+ / J. Hölsä, T. Laamanen, T. Laihinen, M. Lastusaari, L. Pihlgren, E. Rodrigues // Optical Materials. - 2014. - T. 36. - №. 10. - P. 1627-1630.

183. Gao W. Pr3+/Yb3+ Co-Doped ß-Phase NaYF4 Microprisms: Controlled Synthesis and Upconversion Luminescence / W. Gao, H. Zheng, D. Gao, E. He, J. Li, Y. Tu // Journal of nanoscience and nanotechnology. - 2014. - T. 14. - №. 6. - P. 4308-4312.

184. Sarakovskis. Up-conversion processes in NaLaF4:Er / A. Sarakovskis, J. Grube, A. Mishnev, M. Springis // Optical Materials. - 2009. - T. 31. - №. 10. - C. 1517 - 1524.

185. Pudovkin M. S. Luminescent thermometry based on Ba4Y3F17: Pr and Ba4Y3F17: Pr , Yb + nanoparticles / M. Pudovkin, S. Kuznetsov, V. Proydakova, V. Voronov, V. Semashko // Ceramics International. - 2020.

186. Ren M. A cryogenic luminescent ratiometric thermometer based on a lanthanide phosphonate dimer / M. Ren, C.D. Brites, S.S. Bao, R.A. Ferreira, L.M. Zheng, L.D Carlos // Journal of Materials Chemistry C. - 2015. - T. 3. - №. 33. - C. 8480-8484.

187. Selzer P. M. Phonon-assisted energy migration in Pr :LaF3 / P.M. Selzer, D. Hamilton, R. Flach, W. Yen // Journal of Luminescence. - 1976. - T. 12. - C. 737741.

188. Aarts L. Downconversion for solar cells in

YF3:Pr3+,Yb3+ / L. Aarts, B. Ende, M.F. Reid A. Meijerink // Spectroscopy Letters. - 2010. - T. 43. - №. 5. - C. 373-381.

189. Wang X. Studies of the spectroscopic properties of Pr doped LaF3 nanocrystals/glass / X. Wang, S. Huang, R. Reeves, W. Wells, M. Dejneka, R. Meltzer, W. Yen // Journal of luminescence. - 2001. - T. 94. - C. 229-233.

190. Rai V. K., Rai S. B., Rai D. K. Spectroscopic properties of Pr doped in tellurite glass // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. - 2005. - T. 62. - №. 1-3. - C. 302-306.

191. Tolbert W. A., Dennis W. M., Yen W. M. Dynamics of monochromatically generated nonequilibrium phonons in LaF3: Pr + // Physical review letters. - 1990. -T. 65. - №. 5. - C. 607.

192. Morgan G. P., Huber D. L., Yen W. M. QUENCHING OF FLUORESCENCE BY CROSS RELAXATION INLaF3: Pr3+ // Le Journal de Physique Colloques. - 1985. - T. 46. - №. C7. - C. C7-25-C7-29.

193. Hegarty J. Fluorescence quenching by cross relaxation in

LaF3:Pr3+ /J.

Hegarty, D. L. Huber, W. M. Yen // Physical Review B. - 1982. - T. 25. - №. 9. - P. 5638-5645.

194. Page R. H. Cr/sup 2+/-doped zinc chalcogenides as efficient, widely tunable mid-infrared lasers / R. H. Page, K. I. Schaffers, L. D. DeLoach, G. D. Wilke, F. D. Patel, J. B. Tassano, A. Burger // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1997. - T. 33. - №. 4. - P. 609-619.

195. Weber M. J. Spontaneous emission probabilities and quantum efficiencies for excited states of Pr in LaF3 / M. J. Weber // The Journal of Chemical Physics. -1968. - T. 48. - №. 10. - P. 4774-4780.

196. Chambers M. D. Doped oxides for high-temperature luminescence and lifetime thermometry / M. D. Chambers, D. R. Clarke // Annual Review of Materials Research. - 2009. - T. 39. - P. 325-359.

197. Lojpur V. Y2O3: Yb, Tm and Y2O3: Yb, Ho powders for low-temperature thermometry based on up-conversion fluorescence / V. Lojpur, M. Nikolic, L. Mancic, O.Milosevic, M. D. Dramicanin // Ceramics International. - 2013. - T. 39. - №. 2. -P. 1129-1134.

198. Pudovkin M. S. Toxicity of laser irradiated photoactive fluoride PrF3 nanoparticles toward bacteria / M. Pudovkin, S. Korableva, A. Krasheninnicova, A. Nizamutdinov, V. Semashko, P. Zelenihin, T. Nevzorova // Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2014. - T. 560. - №. 1. - C. 012011.

192

199. Pudovkin M. S. Photoinduced toxicity of PrF3 and LaF3 nanoparticles / M. Pudovkin, P. Zelenikhin, A. Krasheninnikova, S. Korableva, A. Nizamutdinov, Alakshin, M. Kadirov // Optics and Spectroscopy. - 2016. - Т. 121. - №. 4. - С. 538543.

200. Arai S. Facilely fabricated luminescent nanoparticle thermosensor for realtime microthermography in living animals / S. Arai, S. Takeoka, S.I. Ishiwata, M. Suzuki, H. Sato // ACS Sensors. - 2016. - Т. 1. - №. 10. - С. 1222 - 1227.

201. Goldstein J. I. et al. Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis. - Springer, 2017.

202. Dacanin L. R. Eu doped YNbO4 phosphor properties for fluorescence thermometry / Lj.R. Dacanin, M.D. Dramicanin, S.R. Luki Petrovic, D.M. Petrovic, M.G. Nikolic // Radiation measurements. - 2013. - Т. 56. - P. 143-146.

203. Brites C. D. Widening the Temperature Range of Luminescent Thermometers through the Intra-and Interconfigurational Transitions of Pr / C. D. Brites, K. Fiaczyk, J. F. Ramalho, M. Sojka, L. D. Carlos, E. Zych // Advanced Optical Materials. - 2018. - Т. 6. - №. 10. - P. 1701318.

204. Cao, Z., Zhou, S., Jiang, G., Chen, Y., Duan, C., & Yin, M. (2014). Temperature dependent luminescence of Dy doped BaYF5 nanoparticles for optical thermometry. Current Applied Physics, 14(8), 1067-1071.

205. Dramicanin, M. D. (2020). Trends in luminescence thermometry. Journal of Applied Physics, 128(4), 040902.

206. Волькенштейн М. В. Биофизика. - Издательство Лань, 2012. - С. 608608.

207. Волькенштейн М. В. Молекулярная биофизика. - Наука, 1975.

208. Кустанович И. М. Спектральный анализ: Учебное пособие. - Высшая школа, 1972.

209. Факультет фундаментальной медицины Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, методическое пособие

http://fbm.msu.ru/education/lectures/biophys/pdf/01-

%d0%9f%d0%be%d0%b3%d0%bb%d0%be%d1%89%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0 %b5.pdf

210. Лысенко С. А., Кугейко М. М. Метод оценки эффективности изомеризации билирубина при фототерапии неонатальной желтухи //Журнал прикладной спектроскопии. - 2014. - Т. 81. - №. 5. - С. 761-769.

211. Медведев Е. А. Классификация флуоресцентных органических соединений // International scientific review. - 2016. - №. 12 (22).

212. Monici M. Cell and tissue autofluorescence research and diagnostic applications //Biotechnology annual review. - 2005. - Т. 11. - С. 227-256.

213. Romano R. A. et al. Light-driven photosensitizer uptake increases Candida albicans photodynamic inactivation //Journal of Biophotonics. - 2017. - Т. 10. - №. 11. - С. 1538-1546.

214. Weber P. Tumor cell differentiation by label-free fluorescence microscopy // Journal of biomedical optics. - 2012. - Т. 17. - №. 10. - С. 101508.

215. Bliznakova I., Borisova E., Avramov L. Laser-and light-induced autofluorescence spectroscopy of human skin in dependence on excitation wavelengths // ACTA PHYSICA POLONICA SERIES A. - 2007. - Т. 112. - №. 5. -С. 1131.

216. De Veld D. C. G. The status of in vivo autofluorescence spectroscopy and imaging for oral oncology // Oral oncology. - 2005. - Т. 41. - №. 2. - С. 117-131.

217. Monici M. Cell and tissue autofluorescence research and diagnostic applications //Biotechnology annual review. - 2005. - Т. 11. - С. 227-256.