Субстрат-переключаемая люминесценция наночастиц на основе комплексов тербия (III) и европия (III) в водных средах тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

На правах рукописи

ДАВЫДОВ НИКОЛАЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

СУБСТРАТ-ПЕРЕКЛЮЧАЕМАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ НАНОЧАСТИЦ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСОВ ТЕРБИЯ (III) И ЕВРОПИЯ (П1) В ВОДНЫХ СРЕДАХ

02.00.04 — Физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

005552653

КАЗАНЬ-2014

18 СЕН гои

005552653

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра Российской академии наук.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, доцент, заведующая лабораторией физико-химии супрамолекулярных систем ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН Мустафина Асия Рафаэлевна

доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией химии координационных соединений Института металоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН Трифонов Александр Анатольевич

доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой аналитической химии Химического института им. A.M. Буглерова Казанского (Приволжского) федерального университета Евтюгин Геннадий Артурович

Ведущая организация: Саратовский государственный университет

им. Н.Г. Чернышевского (г. Саратов)

Защита диссертации состоится «_22_» октября 2014 г. в И час. 30 мин. на заседании Совета по защите диссертаций на соискание учёной степени кандидата наук, на соискание учёной степени доктора наук Д 022.005.02 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте органической и физической химии им. А.Е.Арбузова Казанского научного центра Российской академии наук по адресу: 420088, г. Казань, ул. Арбузова, 8, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института органической и физической химии им. А.Е.Арбузова Казанского научного центра Российской

академии наук

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах) просим присылать по адресу: 420088, г. Казань, ул. Арбузова, 8, ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН.

Автореферат разослан «_» сентября 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, . „ „

кандидат химических наук ^ЬрН А.В. Торопчина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время люминесцентные наночастицы представляют огромный интерес для исследователей, поскольку их применение в качестве маркеров и сенсоров в медицине и биоанализе уже доказало свою перспективность и значимость. Для придания наночастицам люминесцентных свойств в их состав вводятся люминофоры, например, различные органические и неорганические молекулы и комплексы, квантовые точки. Особый интерес в качестве люминофоров представляют комплексы лантанидов, обладающие длительным временем жизни возбуждённого состояния и узкими и интенсивными линиями в спектре, характеристичными для каждого иона лантанида и практически не зависящими от природы лигандного окружения. Это, в свою очередь, является предпосылкой их успешного использования в качестве меток и сенсоров в биологических системах. Однако, недостаточная растворимость люминесцентных комплексов в водных растворах, протекание таких процессов, как гидролиз, лигандный или ионный обмен, в значительной степени ограничивает их прямое использование в биологических системах. Для стабилизации комплексов лантанидов в биологических системах используются различные подходы, в том числе введение комплексов внутрь полимерной матрицы наночастиц для увеличения кинетической и фото-стабильности люминофоров.

Актуальным и перспективным направлением нанотехнологии является разработка люминесцентных наносистем, способных селективно откликаться на присутствие определённого субстрата. Создание подобного рода «интеллектуальных» наносистем представляет собой сложную задачу, которая еще не решена в настоящее время, хотя в литературе есть отдельные, немногочисленные удачные примеры таких систем. Важнейшей разновидностью «интеллектуальных» систем являются наноразмерные сенсоры - наночастицы, способные изменять люминесцентные характеристики при взаимодействии с определёнными субстратами. Следует также отметить, что имеющихся в литературе данных недостаточно для создания фундаментальных основ функционирования наночастиц в качестве сенсоров. В рамках данной работы выбран подход, названный в литературе «ядро-оболочка». В рамках этого подхода люминофоры, представляющие собой комплексы лантанидов. составляют люминесцентное ядро, а оболочка обеспечивает связывание с определяемыми субстратами. Нерешенной, но чрезвычайно актуальной задачей, является выявление корреляции между морфологией оболочки, ее способностью связывать органические субстраты и люминесцентным откликом люминофоров, сконцентрированных в ядре. Кроме того, необходимо изучить механизмы переключения люминесценции таких наночастиц при изменении внешних воздействий, в том числе при связывании определенных органических молекул, имеющих биологическое значение, таких как нуклеотиды, пирокатехины и антибиотики.

Цель работы. Подбор условий переключения люминесценции комплексов лантанидов в составе силикатных и полиэлектролитных наночастиц в присутствии определенных субстратов, а именно ионов переходных металлов, нуклеотидов,

пирокатехипов и антибиотиков. Выявление механизмов субстрат-индуцированного переключения для наночастиц различной морфологии и оценка возможности их использования для анализа указанных субстратов.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать тушение люминесценции силикатных наночастиц с введённым комплексом Tb-TCAS при добавлении ионов переходных металлов;

2. Исследовать влияние модификации наночастиц функциональными группами на эффективность тушения люминесценции наночастиц переходными металлами;

3. Изучить влияние процессов комплексообразования ионов переходных металлов с анионами, происходящих на границе раздела фаз (поверхность наночастиц/вода) на люминесценцию наночастиц;

4. Выявить корреляцию между процессами комплексообразования на границе раздела фаз наночастица-раствор и люминесценцией полиэлектролитных наночастиц.

Научная новизна работы.

1. Впервые предложен подход к люминесцентному определению аденозинфосфатов, основанный на процессах комплексообразования ионов Fe'+ с аденозинфосфатами на поверхности силикатных наночастиц, допированных люминесцентными комплексами Tb(III) в водных растворах.

2. На примере тушения люминесценции ионами Си2+ силикатных наночастиц, допированных комплексами Tb(III), впервые выявлено влияние морфологии поверхностного слоя на механизм тушения.

3. Впервые предложен подход люминесцентного определения некоторых пирокатехинов, основанный на образовании анионных комплексов пирокатехин-Fe3* и последующей их адсорбции амино-модифицированной поверхностью наночастиц.

4. Впервые установлена корреляция между люминесцентным сигналом полиэлектролитных наночастиц на основе комплексов Eu (III) и процессами лигандного обмена, протекающими на границе раздела фаз наночастица-раствор.

5. На примере антибиотиков фторхинолонового ряда выявлено влияние внешнего полиэлектролитного слоя на процессы смешаннолигандного комплексообразования на границе раздела фаз наночастица-раствор и связанное с этими процессами изменение люминесцентного сигнала наночастиц на основе комплексов Eu(Ill).

Практическая значимость.

Установленные в данной работе закономерности, а именно механизмы переключения люминесценции наночастиц при добавлении ионов переходных металлов и органических молекул, корреляция между функционализацией, морфологией поверхности и селективным связыванием субстратов, являются предпосылкой их использования в качестве сенсоров. Полученные в работе результаты позволяют оценить преимущества и возможности использования наночастиц для аналитических целей. Разработанный подход для детектирования фторхинолонов даёт предпосылки для создания системы

люминесцентного мониторинга продукции животноводства на присутствие фторхинолонов.

На защпту выносятся следующие положения.

1. Условия переключения люминесценции комплексов ТЬ{Ш) внутри силикатных наночастиц при добавлении ионов переходных металлов.

2. Подход к люминесцентному определению аденозинфосфатов, основанный на адсорбции ионов Fe1+ на силикатной поверхности наночастиц, допированных комплексами Tb(III) и последующего комплексообразования с хелатирукмцими анионами аденозинфосфатов.

3. Корреляция между связыванием ионов меди амино-группами на поверхности и люминесцентным сигналом комплексов ТЬ(Ш) внутри наночастицы на примере силикатных наночастиц, поверхность которых модифицирована аминогруппами, а так же выявлено влияние морфологии поверхностного слоя на соотношение вкладов (статического и динамического) тушения люминесценции ионами Си*

4. Подход к люминесцентному определению пирокатехинов на основе образования анионых комплексов пирокатехинов с ионами Fe^ и их адсорбции на поверхности аминомодифицированных силикатных наночастиц, допированных комплексами ТЬ(П1) за счет электростатического притяжения.

5. Корреляция между люминесцентным сигналом наночастиц на основе комплексов Eu(III) и процессами лигандного обмена, протекающими на границе раздела фаз наночастица - раствор.

6. Подход к люминесцентному определению антибиотиков ряда фторхинолонов в водном растворе, базирующийся на процессах смешаннолигандного комплексообразования на границе раздела фаз наночастица — раствор.

Объём п структура работы. Диссертационная работа изложена на 105 страницах машинописного текста, включает 58 рисунков и 1 таблицу, а также библиографию, включающую 161 наименований. Диссертационная работа состоит из введения, трёх глав, постановки задачи, выводов и списка литературы.

Работа выполнена в лаборатории физико-химии супрамолекулярных систем Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра Российской академии наук и является частью исследований в соответствии с научным направлением Института при финансовой поддержке РФФИ (№12-03-33122 «Биомаркеры и биосенсоры на основе люминесцентных наночастиц, допированных новыми комплексами европия(Ш) и тербия(Ш) с производными каликсаренов.», № 12-03-31089 «Синтез люминесцентных наноматериалов на основе комплексов европия(ПГ) и тербия(ПГ)»)

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: International Congress on Organic Chemistry (Казань 2011 г.); Russian-French Symposium 2013 (Kazan 2013); Итоговых научных конференциях ИОФХ им А.Е. АрбузоваКазНЦ РАН (2013-2014).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 3 статьи в международных изданиях, рекомендованных ВАК РФ, а так же 2 тезиса докладов в материалах российской и международной конференций.

Личный вклад автора заключается в экспериментальном исследовании изучаемых систем методами динамического рассеяния света, электрофореза, эмиссионной спектроскопией; синтезе силикатных наночастиц, допированных комплексами лантанидов; анализе и описании экспериментальных данных.

Введение содержит обоснование актуальности работы и выбора объектов исследования, в нем поставлена цель работы и сформулированы положения, выносимые на защиту.

Первая глава представляет собой литературный обзор, состоящий из трех разделов. Первый раздел посвящен описанию уникальных люминесцентных свойств комплексов лантанидов. Во втором разделе описаны основные механизмы переключения люминесценции комплексов лантанидов. Представлен краткий обзор наиболее значимых люминесцентных систем на основе комплексов лантанидов для люминесцентного анализа ионов металлов, анионов и органических молекул. Третий раздел посвящен наночастицам, в составе которых содержатся люминесцентные комплексы лантанидов. Описаны преимущества полиэлектролитных и силикатных наночастиц, содержащих люминесцентные комплексы лантанидов, по сравнению с люминесцентными нанокристаллами с а н ти - С го ко к с к и м сдвигом и квантовыми точками.

Во второй главе (экспериментальная часть) представлены объекты исследования; приведены методики получения силикатных наночастиц с введёнными комплексами ТЬ(Ш) и полиэлектролитных наночастиц на основе комплексов Еи(Ш); приведены методы исследования и условия проведения эксперимента.

Третья глава посвящена обсуждению результатов и состоит из двух основных разделов это-силикатные наночастицы и полиэлектролитные наночастицы.

Силикатные наночастицы Тушение люминесценции силикатных наночастиц ионами переходных металлов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Рисунок 1. Люминесцентные комплексы Tb(III) и Еи(ТГТ), используемые в данной работе.

Тушение люминесценции молекулярных комплексов европия (III) и тербия (111) (рис.1) ионами переходных металлов является основой создания систем для их детектирования по изменению люминесценции. Однако в литературе не было данных о том, как влияют ионы переходных металлов на люминесценцию комплексов лантанидов находящихся внутри

1 1 г

силикатных наночастиц. На рисунке 2 показана схема и ТЕМ-микрофотография (ТЕМ-просвечнвающая электронная микроскопия) силикатных наночастиц с допированными комплексами ТЬ-ТСАв (ЯЮ^/ТЬ-ТСА8). Размер наночастиц по данным ТЕМ составляет 40±5 нм. По литературным данным известно, что силикатная поверхность является хорошим адсорбентом. Поэтому первым этапом данной работы было определение адсорбции катионов переходных металлов поверхностью ХЮ3/ТЬ-ТСА£ методами динамического рассеивания света (ДРС) и электрофореза для оценки заряда поверхности.

Добавление ионов переходных металлов к дисперсии силикатных наночастиц приводит к изменениям электрокинетического потенциала (рис. 3), а также влияет на агрегационное поведение наночастиц (рис. 4). Как видно из графиков, РеСЬ оказывает исключительное влияние на поведение наночастиц.

Добавление 5 цМ Ре1* приводит к нейтрализации заряда поверхности наночастиц (рис. 3, кривая 1, 0-5 цМ). в результате чего наночастицы теряют коллоидную устойчивость, и средний размер агрегатов увеличивается с 200 до 1000 нм (рис. 4, кривая 1, 0-5 ЦМ).

Рисунок 2. Схема и ТЕМ-микрофотография 8)СЬ/ТЬ-ТСАБ

Рисунок 3. Зависимость электрокинетического потенциала (С,

1ПV) БЮ/ТЬ-ТСЛв (0.028 г/л) от концентрации Ее3* (1), Си2+ (2), Ее2* (3), рН=6.

1200 1000 800

Е

С 600

перезарядке поверхности с -30 до +20 шУ с последующей деагрегацией. Причиной селективного

„э-

связывания

ионов Не является наличие гидроксильных групп на поверхности наночастиц, имеющих наибольшее сродство к ионам Ре'+, что согласуется с литературными данными. Еще одной причиной селективной адсорбции ионов Рс1 * является и наиболее эффективное электростатическое притяжение, поскольку ионы Ре3* среди исследуемых катионов имеют наибольший заряд.

Люминесценция комплексов ТЬ3+

характеризуется четырьмя типичными для ТЬ3+ энергетическими переходами 504->7Р6, 5а,->7р4, 504->7Р, и 5П4->7Р,. Последний соответствует главному пику при 543 нм. Фотофизические свойства дисперсии ЗКУГЬ-

10 20 30 40 50

с«.- им

Рисунок 4. Зависимость среднего гидродинамического диаметра (й, пш)

ЭЮ/ГЬ-ТСАЗ (0,028 г/л) от концентрации Ее3* (1), Си2* (2), Ее2* (3), рН-6.

10

С.., . »М

30 40

Рисунок 5. Зависимости относительной интенсивности люминесценции ЬЮ^/ТЬ-ТС АЬ <0,028г/л} от концентрации Ре?+ (1), Си21 (2), Ре; (3). (4) при рН 6.

ТС А Я при добавлении к ней ионов переходных металлов хорошо коррелирует с адсорбцией данных ионов. На рисунке 5 изображены зависимости 1/10 от концентрации

ионов металлов, где 1о - интенсивность люминесценции при 543 нм водной дисперсии 8Ю2/ТЬ-ТСА8, I -интенсивность люминесценции наночастиц в растворе соответствующих солей металлов. Как видно из рис.5, ионы Ре1* также оказывают наибольшее влияние на люминесцентный отклик наночастиц, который наблюдается уже при концентрации 5 цМ Ре". Дальнейшее добавление катионов Ре' больше 5 цМ сопровождается выходом на предел относительной интенсивности люминесценции, что коррелирует с величинами электрокинетического потенциала (рис.3).

По литературным данным известно, что катионы переходных металлов являются тушителями люминесценции комплексов лантанидов в основном по статическому механизму (обмен иона лантанида на ион переходного металла), с незначительным вкладом динамического механизма (перенос энергии с возбужденных уровней лантанидов на триплетные уровни ионов переходных металлов). Для выявления вкладов механизмов тушения величины 1/1о были сопоставлены с т/т0, где т„ и г времена жизни возбужденного состояния тербия в водной дисперсии 8Ю2/ТЬ-ТСА8 и в растворах солей металлов. На рисунке 6

сопоставлены зависимости 1/1о и т/то от концентрации Ре3+. Наблюдаемое уменьшение значений т/то с ростом концентрации ионов тушителя (рис.б) свидетельствует о вкладе динамического механизма тушения. Однако ещё большее уменьшение величин 1/1о по сравнению с т/т0 при одинаковых концентрациях ионов Ре3+ свидетельствует о вкладе статического механизма тушения, обусловленного замещением ионов ТЬ3+ на ионы Ре"1'.

Таким образом, тушение тербиевой люминесценции 8102/ТЬ-ТСА8 в растворах ионов Ре3+ обусловлено вкладами статического (за счет ионного обмена) и динамического (за счет безызлучательного переноса энергии) механизмов. Ионы Ре3+ в ряду переходных металлов оказывают наибольшее влияние на люминесценцию 8Ю2/ТЬ-ТСА8 наночастиц, что согласуется с селективной адсорбцией ионов Ре3+ силикатной поверхностью наночастиц 8Ю2/'ГЬ-ТСА8, которая в свою очередь обусловлена сродством поверхностных групп ф-ОН) наночастиц к данным катионам.

Таким образом, сродство функциональных групп на поверхности наночастиц к определенным ионам переходных металлов является причиной их селективного

10 .. ' ■I цМ

Рисунок 6. Изменение зависимостей 1/1„ (2) и т/го (1) вГО/ГЬ-ТСАБ от концентрации ионов Ре?\ рН-=6.

связывания и последующего тушения тербиевой люминесценции наночастиц. Поэтому поверхность силикатных наночастиц с введённым комплексом Tb-TCAS была модифицирована аминогруппами для селективного связывания ионов Си2* в ряду ионов

переходных металлов. Введение аминогрупп на силикатную поверхность может быть осуществлено двумя способами: за счет ковалентной модификации поверхности с помощью 3-[2-(2-аминоэтиламино)этиламино]-пропилтриметоксисилана (AEPTS) и

нековалентной адсорбции лолиэтиленимина (PEI) силикатной поверхностью (рис. 7).

Рисунок 7. Силикатные наночастицы Сопоставление величин 1/10 и т/т0

модифицированные аминогруппами. .

ковалентно и нековалентно функционализи-

рованных наночастиц при различных концентрациях катионов переходных металлов (рис.

8) свидетельствует о селективном тушении обоих типов наночастиц ионами Си2+.

Здесь следует отметить, что

тушение обусловлено вкладами

динамического и статического

механизмов как и в случае

немодифициро ванных SiOVTb-

TCAS. Однако полученные

закономерности выявляют разницу

между ковалентно и нековалентно

модифицированными нано-

частицами. В последнем случае

наблюдается менее значительный

вклад динамического механизма и

более значительный вклад

статического механизма по

сравнению с ковалентно

модифицированными нано-

частицами. Причиной уменьшения

вклада переноса энергии в тушение люминесценции при переходе от ковалентно (рис. 8,

в) к нековалентно (рис. 8, г) модифицированным наночастицам является увеличение

расстояния от ионов-тушителей до люминофоров вследствие образования объемного слоя

PEI. В то же время слой PEI более проницаем для ионов меди, чем ковалентно

сформированный за счет полимеризации AEPTS, что является причиной увеличения

вклада ионного обмена (ТЬ^ на Си2").

Таким образом, наличие аминогрупп на поверхности наночастиц является предпосылкой связывания ионов Сч2+. приводящее к линейному уменьшению значений

Рисунок 8. Зависимость 1/10 (а, 6) и т/т0 (в. г) дисперсии ковалентно (а, в) и нековалентно (б, г) аминомодифииированных силикатных наночастиц (0.028 г-л"1) от концентрации солеи металлов CuS04 (1), FeCl3 (2), СоСЬ (3), FeCb (4), NiCl, (5), ZnCl, (6) and MnCl, (7) при pH 6.

1/10 в определенном концентрационном диапазоне ионов Си2+. Значительное увеличение статического вклада в общее тушение люминесценции нековалентно модифицированных наночастиц приводит к тушению люминесценции комплексов ТЬ-ТСАв ионами Си в более низком концентрационном диапазоне 0,03-2 цМ.

Эффект ШУГА2 на переключение люминесценции в системе .ЯО^/ТЬ-ТСАЯ в присутствии ионов переходных металлов. Как уже отмечалось ранее, предпосылкой тушения люминесценции комплексов ТЬ-ТСАв внутри силикатных наночастиц является связывание ионов переходных металлов силикатной поверхностью. Важно отметить, что часть катионов металлов, связанных поверхностью наночастиц, проникает внутрь силикатной матрицы и тушит люминесценцию статически посредством ионного обмена. Катионы, связанные донорными группами на поверхности тушат люминесценцию динамически за счет переноса энергии. Эффективность переноса энергии зависит от расстояния и может происходить на расстоянии до 7-10 нм (сопоставимо с размерами наночастиц - 35-40 нм). Снятие ионов металлов с поверхности хелатирующими анионами БЭТА2" должно приводить к восстановлению люминесценции, если динамический механизм является доминирующим. Восстановление люминесценции наночастиц происходит в узком интервале концентраций хелатирующего аниона с дальнейшим выходом на предел (рис. 9). Однако, предельное значение 1/1„ меньше 1, что указывает на

неполное восстановление люминесценции

наночастиц. При этом полностью восстанавливается величина времени жизни возбужденного состояния. Так, при добавлении 5 цМ Ре к немодифицированным нано-частицам время жизни возбужденного состояния падает с 0,91 до 0,70 мс (рис. 6). При последующем добавлении ШгЕЭТА значение времени жизни снова возвращается к 0,91 мс (за счет снятия Ре,+ с поверхности), что говорит об исчезновении вклада динамического тушения. Для объяснения этих закономерностей следует отметить, что анионы БОТА2" могут связать ионы металлов локализованных только на поверхности наночастиц, что еще раз доказывает вклад динамического тушения ионами переходных металлов находящихся именно на поверхности наночастиц. Измерение электрокинетических потенциалов подтверждает восстановление отрицательного заряда наночастиц за счет удаления ионов металлов с их поверхности. Однако при удалении ионов и Си2+ с поверхности наночастиц

интенсивность люминесценции восстанавливается до 75% и 70% соответственно (рис. 9). Неполное восстановление интенсивности люминесценции согласуется с выявленным выше вкладом тушения люминесценции наночастиц по статическому механизму за счет диффузии ионов металлов в силикатную матрицу наночастиц.

Рисунок 9. Изменение интенсивности люминесценции ДЕРТв-вЮ/ГЬ-ТС/« в

присутствии 5 цМ Си21 (2) и вЮ/ГЬ-ТСАБ в присутствии 5 цМ Ре'* (1) (0,028 г/л) от концентрации КОТА: при рН 6 и 5,5 соответственно.

Таким образом, добавление Na^EDTA в микромолярном концентрационом диапазоне к силикатным наночастицам, диспергированным в растворах ионов переходных металлов, приводит к восстановлению интенсивности люминесценции наночастиц за счет снятия с их поверхности ионов переходных металлов. Это подтверждается полным восстановлением времени жизни возбужденного состояния комплексов тербия в составе наночастиц. При этом неполное восстановление интенсивности люминесценции указывает на то, что ионы переходных металлов, которые участвуют в тушении люминесценции комплексов Tb-TCAS по статическому механизму за счет ионного обмена, не связываются с хелатирующими анионами, что согласуется с их диффузией внутрь силикатной матрицы наночастиц.

Влияние комплексообразующей способности аденозинмонофосфата (AMP), адепозиндифосфата (ADP) и (адепозинтрифосфата) АТР на переключение люминесценции Si02/Tb-TCAS в присутствии Fe3*. Выявленный на примере EDTA2' эффект удаления ионов металлов с поверхности наночастиц за счет комплексообразования с хелатирующими анионами позволяет предположить, что их круг может быть расширен за счет биологически важных фосфатов, таких как аденозин-моно(ди,три)-фостфаты, а именно AMP, ADP и АТР, способных к комплексообразованию с ионами Fe3+. Зависимости i/l() от концентрации нукпеотидов (рис.10, б) свидетельствуют о восстановлении люминесценции наночастиц за счет комплексообразования аденозинфосфатов с ионами Fe3*. Величины электрокинетического потенциала (рис.10, а) подтверждают восстановление заряда поверхности наночастиц до -25 mV с ростом

концентрации АТР и ADP (кривые 1 и 2 соответственно). Наиболее полное удаление ионов Fe3* с поверхности наночастиц наблюдается в растворах АТР. Более того, восстановление заряда и люминесценции наночастиц наблюдается при меньших концентрациях и в более узком концентрационном диапазоне АТР по сравнению с ADP и AMP. Следовательно, электрокинетические и люминесцентные данные согласуются друг с другом и коррелируют со способностью аденозинфосфатов связывать ионы Fe3+.

Таким образом, выявлена корреляция между связыванием ионов переходных металлов поверхностью наночастиц и тушением их люминесценции. При этом движущей силой связывания ионов тушителей наночастицами является внутрисферная координация ионов переходных металлов донорными группами на их поверхности.

с,„м

С. |iM

Рисунок J0. Зависимость электрокинетического потенциала (С, mV) (а) и интенсивности люминесценции (б) SiCWTb-TCAS наночастиц в присутствии 5цМ Fe" от концентрации АТР (1), ADP (2), AMP (3) при рН 5,5.

но

НСуЧ

о

í^S-ONa ; fo

он

он

Влияние заряда комплекса с железом па люминесцентный отклик силикатных наночастиц модифицированных аминогруппами с введённым комплексом Tb-TCAS (AEPTS-SiO/Tb-TCAS). Целью данного раздела является выявление возможности использования внешнесферной координации в качестве движущей силы связывания ионов переходных металлов поверхностью наночастиц. Необходимыми условиями этого является образование заряженных комплексов ионов переходных металлов и наличие противоположно заряженных групп на поверхности наночастиц.

Ковалетно модифицированные наночастицы AEPTS-Si02/Tb-TCAS в буферных растворах при рН 6 имеют наряду с незаряженными амино-группами и положительно заряженные группы на поверхности. При этом, добавление !0 рМ Ре" к AEPTS-Si02/Tb-TCAS приводит к тушению лишь на 15% (рис. 8 а, кривая 2). в то время как ионы Cu2+ при этой же концентрации тушат на 80% (рис. 8а, кривая 1). Для связывания ионов железа в отрицательно заряженные комплексы необходимы отрицательно заряженные хелатирующие лиганды, селективно и эффективно связывающие ионы железа, такие как 1,2-дигидроксибензол (H2DB) и пирокатехин-3,5-дисульфокислоты или Тирона (Na2H2T) (рис. II). При рН 6 образуются анионные комплексы [Fe(DB)2]" и [Fe(DB)j] , [FeT2] и

[FeTj]9", находящиеся в равновесии друг с = ñ другом. При этом следует учитывать, что

взаимодействие с протонированными

аминогруппами должно оказывать существенное влияние на равновесие между этими комплексными формами, смещая его в сторону образования наиболее отрицательно заряженных. Были проведены измерения 1/1о и т/то системы AEPTS-Si02/Tb-TCAS в присутствии постоянных концентраций 1,2-дигидроксибензола (10 цМ) и Тирона (2 цМ) при добавлении различных

количеств ионов Fe,+ (рис. 12). Сравнение

г- 3+

тушения люминесценции ионами Fe в отсутствии (рис. 8а, кривая 2) и в присутствии катехолов H2DB и Na2H2T (рис. 12. кривые 1 и 2) при одних и тех же рН указывает на тушение люминесценции наночастиц в растворах отрицательно заряженных комплексов. Изменение 1/1о и т/т0 с ростом концентрации ионов Fe1' в присутствии катехолов наблюдается в более разбавленных растворах, чем в отсутствии лигандов. Образование комплексов [Fe(DB)2] и [Fe(DB)i]3", которые могут образовывать ионные пары с протонированными аминогруппами, объясняет резкое падение Шо и т/т() в узком

OSO " ^

ONa

Рисунок 11. Тирон (NaoHjT) (а), 1,2-дигидроксибензол (H3D9) (б).

1,0 о,а : 0,6 ' о,4 0.2 0,0

О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 CF„" И«

Рисунок 12. Зависимости 1/10 (1,2) и t/t» (3,4)

AEPTS-SiOVTb-TCAS (0,028 г/л) в присутствии 10 рМ 1,2-дигидроксибензола (1,3) и 2 рМ Тирона от концентрации ионов Fe"11 при рН 6.

концентрационном диапазоне Fe3+ (0-0,25 цМ). Таким образом, добавление 1,2-дигидроксибензола позволяет уменьшить предел обнаружения Fe3* наночастицами AEPTS-Si02/Tb-TCAS до 0.2 цМ (сигнал/шум=3). Комплексы [FeT2]5" и [FeT3]'" должны обеспечивать более эффективное тушение, поскольку обладают большим отрицательным зарядом. Следует отметить, что больший отрицательный заряд Тирона по сравнению с 1,2-дигидроксобензолом увеличивает наклон 1/10 и т/т0 при определении Fe3*, при этом уровень насыщения (выход на плато) остается одинаковым в обоих случаях (рис. 12).

На рис.13 представлены зависимости интенсивности AEPTS-SiOj/Tb-TCAS от

концентрации 1.2-дигидроксобензола и Тирона

с„3+

при постоянной концентрации re . Незначительное тушение при добавлении 1цМ Fe3+ может быть увеличено в присутствии Тирона. Линейное увеличение 1/1о при добавлении Тирона наблюдается в диапазоне 0,05-2 цМ. Увеличение эффективности тушения ионами Fe3+ так же наблюдается при добавлении 1.2-дигидроксобензола.

Таким образом, показано, что внешнесферное связывание анионных комплексов Не3*-пирока-гехин с поверхностью

аминомодифицированных наночастиц, является причиной тушения люминесценции комплексов Tb(lll) введённых в наночастицы. Это приводит к линейному уменьшению интенсивности люминесцентного сигнала ТЪ(Ш) в концентрационном диапазоне Тирона 0,07-1 цМ.

Полнэлектролитные наночастицы

Лигандный обмен. Комплексы лантанидов с р-дикетонатами часто используются как компоненты люминесцентных материалов. Комплекс Eu(TTA)3 (ТТА -теноилтрифторацетилацетонат) представляет интерес благодаря интенсивной люминесценции, которая может быть увеличена при образовании смешаннолигандного комплексов. В нашей лаборатории был получен тройной комплекс [Еи(ТТА)зРЮ] (РЬО-2-(5-хлорфенил-2-гидроксо)-2-фенилетинил-бис-(2-метоксифенил)фосфин оксид). Этот комплекс был использован в качестве люминесцентного ядра в полиэлектролитных наночастицах. Синтез наночастиц был осуществлен путем реосаждения комплекса [Eu(TTA)3PliO] из органического в водный растворы. Коллоидная стабилизация наночастиц была реализована за счет адсорбции противоположно заряженных полиэлектролитов, а именно полистиролсульфоната (PSS) и полиэтиленимина (PEI) (рис. 14). Спектры люминесценции комплекса [Еи(ТТА):1РЮ] в ацетонитриле. а так же в

С, цМ

Рисунок 13. Зависимости i/lo (1*2) и т/т0 (3,4)

AEPTS-SiO/Tb-TCAS (0.028 г/л) в присутствии 5 цМ Fe?~ от концентрации 1,2-дигидроксибензола (2,4) и Тирона (1,3) при рН6.

PSS

V У

V-v/S f

г

-r^i

S

PEI

Рисунок ] 4. структура полиэлектролитов.

фторхинолонами, а так же

составе полиэлектролитных наночастиц

характеризуются пятью типичными для Ей3' переходами 5D0-h>7F0, sDo->7F,, 5D0->7F3 , 5D0^-7F4 и 5Do—>7F2. Последний соответствует главному пику при 612 нм. Лиганды ТТА и PhO служат антеннами для европиевой люминесценции.

Комплексобразование пантанидов с сенсибилизирующее влияние фторхинолонов на люминесценцию Еи3+ и ТЬ'' хорошо известны из литературы. Более того, это стало основой применения данных ионов для количественного анализа фторхинолоновых антибиотиков. Однако люминесценция комплексов тербия и европия с фторхинолонами невысока, что заметно повышает нижний предел обнаружения фторхинолонов с помощью люминесценции их комплексов с лантанидами. Поэтому известным из литературы альтернативным подходом является образование смешаннолигандных комплексов, где фторхинолон вместе с другим сенсибилизирующим лигандом служит дополнительной антенной люминесценции ионов Еи3+.

При образовании комплекса Ku(TTA)i лиганд занимает шесть координационных мест европия, остальные два заняты молекулами растворителей. Поэтому образование смешаннолигандного комплекса Eu(TTA)j и фторхинолона должно приводить к замещению молекул растворителей фторхинолоном. Однако так же следует учитывать возможность замещения ТТА фторхинолоном. Мы оценили влияние моксифлоксацина и левофлоксацина на люминесценцию [Eu(TTA)3PhO] и Еи(ТТА)з в органическом растворе

(этано л-ацетонитрил).

На рисунке 15 представлены графики зависимости 1/1о и т/тц комплексов [Eu(TTA)iPhO] и Eu(TTA)j в растворе от концентрации моксифлоксацина и

левофлоксацина. Увеличение концентрации левофлоксацина до 50 цМ приводит к увеличению как 1/1о, так и т/то- При дальнейшем увеличении их концентрации происходит снижение 1/1о, при этом величина т/т» остается постоянной. Увеличение значений 1/lo и т/то в диапазоне концентраций 0-50 цМ указывает на реализацию дополнительного эффекта антенны за счёт координации левофлоксацина комплексом европия. Рост величин 1Яо и т/т«, вызванный добавлением левофлоксацина к Еи(ТТА)з заметно больше, чем к [Еи(ТТА)яРЬО]. Это объясняется тем. что в последнем случае координация дополнительной антенны-левофлоксацина сопровождается вытеснением лиганда PhO.

2,2 2,0 1,8 1,6 1.4 -1,2

V-0

S 0,8 о.е

0.4

0.2 0,0

50 100 150 200 250 Аиогди1покопе&, цМ

Рисунок 15. Зависимости 1/1о и г/т0 комплексов [Еи(ТТА).,РЮ1 (1.3,4,«) и Еп(ТТА)3(2,5) в органическом растворителе (этанол-ацетонитрил. 11% об. этанол) от концентрации моксифлоксацина (1.4) и левофлоксацина (2.3.5,6).

Поскольку PhO оказывает сенсибилизирующее влияние на люминесценцию европия, его вытеснение приводит к уменьшению суммарного сенсибилизирующего эффекта левофлоксацина для [Еи(ТТА)3РЮ] по сравнению с Еи(ТТА)3. Дальнейшее снижение величин 1/1,1 при неизменных значениях т/т0 при избытке антибиотика говорит о протекании статического механизма тушения за счет вытеснения лигандов ТТА из координационной сферы европия.

Для подтверждения предложенной схемы смешанолигандного комплексобразования было проведено 'Н ЯМР титрование Еи(ТТА)3 левофлоксоцином в CD,CN.

На основании химических сдвигов протонов левофлоксацина были вычислены

величины CIS - сдвига, индуцируемого комплексообразованием при различных соотношениях левофлоксацин/Еи(ТТА)3 (г) и приведены на рисунке 16. Величины CIS 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 вычисляются по формуле: ClS=6aa6-Siw4> гДе -наблюдаемый химический сдвиг при данном соотношении и й„„ - начальный химический сдвиг протонов 4 и 12 левофлоксацина (номера протонов указаны на рисунке 21).

Данные на рисунке 16 подтверждают закономерности. выявленные из

люминесцентных данных, в частности подтверждают ступенчатое комплекс-образование. На первой стадии при достижении соотношения 1:1 образуется преимущественно комплекс [Eu(TTA)3(FQ)]. С ростом концентрации левофлоксацина по данным ЯМР детектируется появление свободного ТТА, что подтверждает вытеснение ТТА" из координационной сферы европия. Таким образом, образование [Eu(TTA)3(FQ)] (FQ - фторхинолон) на первой ступени (схема 1) приводит к сенсибилизации люминесценции Еи3+. Дальнейший сдвиг сигналов протонов левофлоксацина с ростом его концентрации свидетельствует о замещении анионов ТТА левофлоксацином по схеме 2, что согласуется с увеличением количества свободного ТТА и наблюдаемым тушением люминесценции европия.

[ Eu(TTA)3 PhO]+FQ—»[Eu(TTA)3 FQ] (1)

[Eu(TTA)3PhO]+FQ->[Eu(TTA)2FQ] +ТТА (2)

Стоит отметить, что структура фторхинолонов влияет на вид зависимостей 1/1о и т/т0 от их концентрации. На рисунке 15 можно увидеть разницу данных зависимостей для левофлоксацина и моксифлоксацина.

Лигапдный обмен и образование смеша/шолигандного комплекса в коллоидах. Для оценки применимости наночастиц на основе [Eu(TTA)3PhO] в аналитических целях было проверено влияние анионов буферов, таких как цитратный, фосфатный и фталатный

0,08 0,06 0,04 0,02 </) 0.00 о -0,02

-0,04 -0,06 -0,08

Рисунок 16. CIS-значгние протонов 4 (1) и 12 (2) левофлоксацина в зависимости от соотношения левофлоксацин/Еи(ТТА)1 в CD,CN.

1,00 0.95 0,90 . 0,85 0,SO 0,75 0,70

на люминесценцию наночастиц комплексов [Еи(ТТА)зРЬО], покрытых полиэлектролитным слоем PSS (PSS-[Eu(TTA),PhO]) и PEI- PSS (PEI-PSS-[Eu(TTA),PhO]) (рис. 17). Даже в присутствии значительных концентраций буферов падение 1/10

происходит не ниже 0.83%. Влияние состава и концентрации буферов на люминесценцию слабо зависит от состава полиэлектролитного полислоя наночастиц.

Добавление фторхинолонов к аналогичным коллоидным системам приводит к более значительному изменению люминесценции по сравнению с буферными анионами в аналогичных концентрационых условиях (рис. 18). Более того, полиэлектролитная оболочка влияет на вид зависимостей 1/1« от концентрации фторхинолонов. Таким образом, эффект от добавления фторхинолонов зависит от полиэлектролитной оболочки и структуры фторхинолонов. Из рисунка 18 следует, что изменение люминесценции PSS-[Еи(ТТА)зРЮ] в концентрационном диапазоне антибиотиков 0-50 цМ зависит от их природы. В частности добавление левофлоксацина.

12 3 4 bufers, mM

Рисунок ! 71. Зависимости I/l0 PSS-[Еи(ТТА),РЮ] (1,3,5)и PE1-PSS-[Eu(TTAbPhO] (2,4) от концентрации буферов: цитрат натрия/гидроксид натрия (! ,2), дпгидрофосфат калия/гидрофосфат калия (3,4), гидрофталат калия (5). рН 6. Концентрация коллоидов 0,04 г/л, Снпз+=25 цМ.

) 50 IOO 150 200 2SO

flourqu In Otones, цМ

] 50 100 150 200 250

fiourqulnolones, цМ

) GO 100 160 200 250

fluorqulnotones, цМ

Рисунок 18. Зависимость У1о РЗв-ЕЕиСГГАЪРЮ] (а), РЕ1-Р5$-[Еи(ТТА),РЬО] (6), Рвв-РЕтв-[Еи(ТТА)3РЮ] (в), (0,04 г/л) в зависимости от концентрации моксифлоксацина (1), левофлоксацина (2). офлоксацина (3). перфлоксацина (4), дифлоксацина (5), ломефлоксацина (6) при рН 6-6,5.

офлоксацина, дифлоксацина и перфлоксацина приводит к небольшому увеличению или постоянству величин 1/10 в концентрационном диапазоне 0-50 цМ. Дальнейшее увеличение концентрации этих антибиотиков (более 50 цМ) приводит к уменьшению 1/10. При добавлении моксифлоксацина и ломефлоксацина уменьшение величин 1/10 происходит уже в концентрационном диапазоне 0-50 цМ. При переходе к коллоидам РЕ1-Р88-[Еи(ТТА)цРЮ] наблюдается линейное падение величин 1/10 в области концентраций 0-50 цМ для всех исследуемых фторхинолонов. Таким образом, все изученные фторхинолоны по влиянию на люминесценцию наночастиц можно разделить на две группы. В первую группу входят левофлоксацин. офлоксацин. перфлоксацин.

дифлоксацин. во вторую группу - моксифлоксацин и ломефлоксацин. На примере левофлоксацина и ломефлоксацина (рис. 19) разберём более подробно влияние

фторхинолонов на 1/1о и т/то коллоидов с различным составом полиэлектролитных слоев.

Изменение т/т0 при добавлении левофлоксацина (рис. 19) указывает на влияние полиэлектролитной оболочки на

сенсибилизирующий эффект левофлоксацина. В случае PSS-[Eu(TTAbPhO] коллоидов эффект дополнительной антенны левофлоксацина максимален (более значительный подъем т/т0). Для PSS-PEI-PSS-[Eu(TTA)jPhO] он становится меньше, а для PEI-PSS-[Eu(TTA):,PhO] совсем пропадает (рис. 19). Следовательно, полиэлектролитная оболочка существенно влияет на процессы комплексообразования фторхинолонов с комплексом европия [Ец(ТТА)чРЮ].

Таким образом, вид зависимости 1/10 от концентрации фторхинолона отражает процессы его комплексобразования с люминесцентным комплексом. Так, образование смешанолигандного комплекса, когда фторхинолон присоединяется к европию без вытеснения ТТА, приводит к увеличению 1/1о, например, для левофлоксацина, офлоксацина, дифлоксацина и перфлоксацина (0-50 дМ) в PSS-[Eu(TTA)3PhO] коллоидах (рис. 18). В то время как падение И0 происходит за счет связывания фторхинолона с вытеснением ТТА (ТТА более эффективная антенна, чем фторхинолоны). в частности, при добавлении ломефлоксацина и моксифлоксацина к любым коллоидам (рис. 18).

Результаты, полученные в органическом растворе этанол-ацетон итрил показывают, что эффект антенны фторхинолонов может быть усилен при использовании Еи(ТТА)3 вместо [Eu(TTA)3PhO] (рис. 20). Сопоставление люминесцентных измерений в

коллоидах PSS-Eu(TTA), и PSS-[Eu(TTA)iPhO] при различных концентрациях фторхинолонов подтверждают закономерности для комплексов Eu(TTA)j и [Еи(ТТА)3РЮ] в растворах. В частности, люминесценция Еи(ТТА)з в растворах и в составе наночастиц менее интенсивна по сравнению с комплексом [Еи(ТТА)3РЮ]. Причиной этого является

Рисунок 19. Зависимость 1/10 (1-3) и т/t» (4-6) коллоидов PSS-[Eu(TTA),PhO] (1.4). PEI-PSS-[Eu(TTA),PhO] (2.5). PSS-PE1-PSS-[Eu(TTA),PhO] (3,6) от концентрации левофлоксацина (а) и ломефлоксацина (б) при рН 6-6,5.

) 50 100 150 200 250

fluorquinolones. 11М

) 50 100 150 200 250

fluorquinolones, |iM

Рисунок 20. Зависимость 1/1о (а) и т/т„ (б) PSS-Eu(TTA)3 (0,04 г/л) от концентрации левофлоксацина (I) и ломефлоксацина (2) при рН 6-

6.S.

наличие PhO в составе PSS-[Eu(TTA)3PhO], который служит дополнительной антенной люминесценции европия Данные представленные на рисунке 20 указывают, что рост концентрации левофлоксацина приводит к более значительному возрастанию как 1/1о, так и т/т0 для.Р88-Еи(ТТА)з, чем для PSS-[Eu(TTA)3PhO] (рис. 18). Следовательно, как и для молекулярных комплексов, изменение люминесценции наночастиц в диапазоне концентраций фторхинолонов 0-50 рМ обусловлено образованием смешанолигандного комплекса на поверхности наночастиц.

Более того результаты представленные на рисунке 20 подтверждают, что сенсибилизирующий эффект фторхинолонов (на примере левофлоксацина и ломефлоксацина) зависит от их структуры. Для понимания причин наблюдаемой зависимости люминесцентного отклика от структуры фторхинолонов обратимся к их кислотно-основным свойствам, которые обусловлены присутствием карбоксильных и пилеразиновых групп в офлоксацине, левофлоксацине. перфлоксацине. дифлоксацине и ломефлоксацине, а так же пирролидино-пиперидиновых групп в моксифлоксацине. Кислотность карбоксильных групп и основность азотсодержащих фрагментов приводит к образованию цвиттер-ионных форм посредством внутримолекулярного переноса протона. Исследуемые фторхинолоны в водном растворе в зависимости от рН могут существовать в трёх формах: катионная, цвиттер-ионная и анионная (рис. 21)

- ■■ "hV" „ .. «V с„ По литературным

j. ¡, .1 данным значения рК^

И -— ofy,rJ,F — пиперазиновых фрагментов

00 ° ° 00 офлоксацина, дифлоксацина,

ratiomciwrn zwltterónic fofm aiVoilcform

„ ... „ , . левофлоксацина и

Рисунок 21. Кислотно-основные формы левофлоксацина.

перфлоксацина лежат в пределах 7,9-8,2. Для ломефлоксацина и моксифлок-сацина значения рКа2 несколько выше (9,0 и в пределах 9,0-9,6 соответственно). Основность азотсодержащих фрагментов влияет на образование цвиттер-ионных форм. Возможно, именно это различие в кислотно-основных свойствах обуславливает сдвиг равновесий комплексообразования в сторону замещения ТТА" на фторхинолоновые анионы, что определяет селективность флуоресцентного отклика наночастиц на данные фторхинолоны для коллоидов, покрытых слоем PSS. Влияние природы внешнего полиэлектролитного слоя на зависимости 1/1о от концентрации фторхинолонов также связано со сдвигом их кислотно-основного равновесия. Для объяснения данной тенденции следует принять во внимание, что PEI имеет сродство к анионам вследствие наличия положительно заряженных аммонийных групп. Связывание слоем PEI фторхинолонов приводит к увеличению концентрации последних вблизи люминесцентного ядра по сравнению с концентрацией в растворе и приводит к депротонированию фторхинолонов. В свою очередь в анионной форме способность фторхинолонов замещать ТТА" выше, чем в цвиттер-ионной (комплексообразование преимущественно протекает по схеме 2). Этот факт объясняет замещение ТТА любыми фторхинолонами в PEI-PSS-[Eu(TTA)3PhO] коллоидах.

Зависимости 1/!о от концентрации левофлоксацина, офлоксацина, дифлоксацина и перфлоксашша в случае PSS-PEI-PSS-[Eu(TTA),PhO] коллоидов лежат между аналогичными зависимостями для PEI-PSS- и PSS-покрытых коллоидах (рис. 18). Причиной влияния PEI в PSS-PEl-PSS-коллоидах является, прежде всего, его разветвлённая структура (рис. 14). Данная тенденция отражает факт взаимопроникновения слоев друг в друга.

Таким образом, выявленные закономерности свидетельствуют о влиянии внешнего слоя на процессы комплексообразования фторхинолонов с комплексами европия на границе раздела фаз наночастица-раствор. Влияние PEI в качестве внешнего полиэлектролитного слоя сводится к сдвигу кислотно-основного равновесия и связыванию фторхинолонов, что приводит к тушению люминесценции в концентрационном диапазоне 0-50 цМ. Возможность дискриминации фторхинолонов за счет люминесцентного отклика PSS-[Eu(TTA),PhO] связана с доминированием комплексообразования по схеме (1) или (2) в зависимости от структуры фторхинолона.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Выявлены условия и механизмы субстрат-индуцируемого переключения люминесценции комплексов Tb(lll) внутри силикатных наночастиц. В частности показано, что обратимое тушение люминесценции комплексов Tb(III) ионами переходных металлов обусловлено вкладом динамического механизма.

2 На основании тушения люминесценции комплексов Tb(III) внутри силикатных наночастиц и последующего её восстановления за счет хелатирования ионов le аденозинфосфатами показана возможность люминесцентного определения аденозшприфосфата в концентрационном диапазоне 0,3-5 рМ.

3. На примере силикатных наночастиц. поверхность которых модифицирована аминогруппами, выявлено влияние морфологии поверхностного слоя наночастиц на соотношение вкладов динамического и статического механизмов в тушение люминесценции комплексов Tb(III) внутри наночастицы ионами Си2* в растворе. Значительное увеличение статического вклада в общее тушение люминесценции нековалентно модифицированных наночастиц приводит к тушению люминесценции комплексов ТЬ(Ш) ионами Си2+ в более низком концентрационном диапазоне 0,03-2 цМ.

4. Показано, что внешнесферное связывание анионных комплексов ре3+-пирокатехин с поверхностью аминомодифицированных наночастиц, является причиной тушения люминесценции комплексов Tb(III), введённых в наночастицы. Это приводит к линейному уменьшению интенсивности люминесцентного сигнала ТЪ(Ш) в концентрационном диапазоне пирокатехин-3,5-дисульфокислоты 0,07-1 цМ.

5. Установлена корреляция между люминесцентным сигналом полиэлектролитных наночастиц на основе комплексов европия и процессами лигандного обмена, протекающими на границе раздела фаз наночастица-раствор с участием антибиотиков фторхинолонового ряда.

6. На примере антибиотиков фторхинолонового ряда выявлено влияние внешнего полиэлектролитного слоя на процессы смешаннолигандного комплексообразования на границе раздела фаз наночастица-раствор и связанное с этими процессами изменение люминесцентного сигнала наночастиц. Найдено, что полистиролсульфонатный полиэлектролитный слой коллоидных частиц на основе комплексов Еи(1П) обеспечивает более селективный люминесцентный отклик на различные фторхинолоны, чем полиэтиленимин в качестве внешнего полиэлектролитного слоя.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Skripacheva, V. Interfacial adsorption and stripping of ions as a reason of stimuli responsive luminescence of Tb-doped silica nanoparticles [Text] / V. Skripacheva, A. Mustafina, N. Davvdov. V. Burilov, A. Konovalov, S. Soloveva, 1. Antipin // Mat Chem. Phys. - 2012. - V. 132. - P. 488-493.

2. Dawdov. N. Complex formation of d-metal ions at the interface of ТЫН-doped silica nanoparticles as a basis of substrate-responsive Tb(lll)-centered luminescence [Text] / N. Davydov, A. Mustafina, V. Burilov, E. Zvereva, S. Katsyuba, L. Vagapova, A. Konovalov, I. Antipin // ChemPhysChem. - 2012. - V. 13. - P. 3357- 3364.

3. Davvdov. N. Determination of fluoroquinolone antibiotics through the fluorescent response of Eu(lll) based nanoparticles fabricated by layer-by-layer technique [Text] / N. Davydov, R. Zairov, A. Mustafina, V. Syakayev, D. Tatarinov, V. Mironov, S. Eremin, A. Konovalov, M. Mustafin // Anal. Chim. Acta. - 2013. - V. 784. - P. 65-71.

Отпечатано в ООО «Печатный двор». г. Казань, ул. Журналистов, 2Л, оф.022

Тел: 295-30-36, 564-77-41, 564-77-51. Лицензия ПД№7-0215 от 01.11.2001 г Выдана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МПТР РФ. Подписано в печать 13.08.2014г Печ.л. 1,3 Заказ М К-7422. Тираж 80 экз. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать -ризография.