Создание новых люминесцентных термометров для прецизионного внутриклеточного бесконтактного измерения температуры

Создание люминесцентных термометров - соединений, люминесцентные свойства которых значительно зависят от температуры, - возможно с использованием разных классов соединений (неорганических, органических и гибридных) и может использовать различные свойства, например, изменение интенсивности люминесценции или характерного времени жизни. Однако наиболее удобным является использование материалов, спектр люминесценции которых меняется с температурой. В частности, использование материалов с зависящим от температуры соотношением полос люминесценции позволяет решить две существующие проблемы: 1) сложность измерения, которая возникает при необходимости измерять кинетические характеристики (время жизни) и отсутствует в случае, когда измеряемым сигналом является спектр люминесценции, и 2) необходимость калибровки: измерение не абсолютной интенсивности, а соотношения интенсивностей приводит к проявлению эффекта «внутреннего стандарта». При проведении люминесцентных измерений в любых условиях заданное соотношение интенсивностей всегда будет соответствовать одной и той же температуре. В данной работе такие материалы будут получены на основе биметаллических соединений двух разных ионов лантанидов Ln1 и Ln2, а также наночастиц биметаллических фторидов L@(Ln1)x(Ln2)1-xF3, поверхностно-модифицированных органическим лигандом L. В спектрах этих соединений в отличие от соотношения металлов и использованного лиганда проявляются характерные полосы люминесценции двух металлов Ln1 и Ln2, которые хорошо разрешены на спектре. Наличие же целого ряда процессов переноса (L<- >Ln1, L<->Ln2, Ln1<->Ln2) неизбежно приводит к температурной зависимости соотношения этих полос, которая может проявляться в разных диапазонах температур: при охлаждении или при нагреве, - а оптимизация состава соединений будет направлена на получение материалов максимальной чувствительностью в физиологическом интервале температур (35-45 C). Важной задачей является получение материалов с люминесценцией в ближнем ИК диапазоне, поскольку в этом диапазоне живые ткани прозрачны. Работы в этой области дополнительно усложняются низкой интенсивностью ИК люминесценции, что связано с ее гашением. В рамках данной работы будет проведен как дизайн лигандов, эффективно сенсибилизирующих ИК люминесценцию лантанидов, так и поиск среди них лигандов, с использованием которых можно получать температурно-зависимую люминесценцию биметаллических соединений иттербия-неодима и неодима-эрбия. Таким образом, создание «люминесцентных термометров» для прецизионного контроля температуры, в том числе в ИК диапазоне, и установление фундаментальных свойств таких биметаллических систем, а также получение на их основе композитных материалов для гипертермии и их тестирование в живых клетках является задачей данной работы