ИСТИНА

Материалы, излучающие в ИК-диапазоне, востребованы во многих областях науки и техники благодаря низкому искажению ИК-излучения на пути от люминофора к датчику, в том числе попаданию в окно прозрачности биологических тканей. Такие материалы часто используются в качестве биометок или сенсоров, например, люминесцентных термометров в различных температурных диапазонах. Одним из перспективных классов для описанных применений являются координационные соединения (КС) лантанидов, в том числе иттербия и неодима, удобные в изучении и обладающие интенсивной люминесценцией. Однако, как и для других ИК-излучателей, их люминесценция подвержена гашению, поэтому получаемых на данный момент интенсивностей недостаточно для практических применений. Таким образом, актуальной задачей на данный момент является получение ИК-излучающих КС лантанидов, обладающих интенсивной люминесценцией и пригодных для биовизуализации и люминесцентной термометрии. В рамках данной работы сенсибилизатором люминесценции выступает пиренат-ион (Рис. 1), благодаря сопряженной ароматической системе обладающий высоким поглощением и низким положением триплетного уровня, что может обеспечить достаточно эффективную люминесценцию ИК-излучающих ионов. Рис. 1. Структурная формула пиренат-иона Помимо подбора эффективного лиганда-сенсибилизатора, для достижения эффективной ИК-люминесценции необходима минимизация концентрационного гашения с помощью введения оптически нейтрального иона. Так, подбор оптимальной доли гадолиния позволил повысить квантовый выход, измеренный в порошке, с 1.5 % для Yb(pyr)3 до 4.5 % для Yb0.6Gd0.4(pyr)3¬, что является рекордным значением на сегодняшний день. Для суспензии alg@Yb0.6Gd0.4(pyr)3¬, пригодной для физиологических применений, квантовый выход оказывается ниже и составил 1%. Однако это значение оказывается достаточным для эффективного детектирования сигнала люминофора при безопасной для клеточных культур концентрации (менее 0.02 ммоль/л). Полученные триметаллические соединения Yb0.1Nd0.4Gd0.5(pyr)3, alg@Yb0.1Nd0.4Gd0.5(pyr)3 обладали постоянным соотношением интенсивностей различных ионов, что с фундаментальной точки зрения даже более интересно, чем наличие температурной чувствительности, однако не позволяет рассматривать их в качестве потенциальных термометров. В свою очередь, при изменении температуры менялось время жизни: для суспензии alg@Yb(pyr)3 чувствительность достигла 0.6%К 1 (при 20-60 °С), а для порошка Yb(pyr)3 – 0.8%К-1 (при 100-200 °С).