🗊Презентация Метод электронного парамагнитного резонанса для изучения нанобиосистем

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В. Ломоносова ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Константинова Елизавета Александровна Метод электронного парамагнитного резонанса для изучения нанобиосистем

Содержание работы 1. Введение 2. Формирование нанокристаллов кремния для биологических применений 3. Метод исследования образцов 4. ЭПР-диагностика генерации синглетного кислорода при фотовозбуждении нанокристаллов кремния 5. Исследование фотосенсибилизации молекулярного кислорода в нанокремнии методом импульсного ЭПР 6. Спектры ЭПР молекулярного кислорода при фотовозбуждении кремниевых нанокристаллов 7. Заключение

Введение

Формирование нанокристаллов кремния

Формирование нанокристаллов кремния

Формирование нанокристаллов кремния

Нанокристаллы кремния в слоях пористого кремния

Метод исследования образцов: Объекты, изучаемые методом ЭПР Атомы и молекулы с нечетным числом электронов (напр., атомы азота и водорода молекулы оксида азота (II) ). Молекулы с четным числом электронов, обладающие отличным от нуля результирующим моментом импульса (напр., молекула кислорода ). Ионы, имеющие частично заполненные внутренние электронные оболочки (например, ионы элементов переходных и редкоземельных металлов титана и эрбия, соответственно). Свободные радикалы (напр., метильный , гидроксильный радикалы). Такие радикалы являются химическими соединениями с неспаренным электроном. Так называемые центры окраски, которые представляют собой электроны (F-центры) и дырки, захваченные вакансиями отрицательных и положительных ионов, соответственно, (например, вакансии в кристаллах ). Свободные электроны в полупроводниках.

Метод исследования образцов: Возможности метода ЭПР Метод ЭПР (в тех случаях, когда его можно применить) дает наиболее прямые и точные сведения о природе, валентном состоянии и конфигурации парамагнитных центров и об их ближайшем окружении позволяет получить концентрации парамагнитных центров оценить их времена релаксации определить магнитную восприимчивость вещества Если спиновые центры находятся в кристалле, то анализ спектра ЭПР позволяет найти симметрию кристаллического электрического поля и рассчитать энергетический спектр исследуемых центров.

Метод исследования образцов: Спектр ЭПР и его основные параметры

Метод исследования образцов Электронный парамагнитный резонанс: прибор BRUKER ELEXSYS 580, X-диапазон: = 9.5 ГГц, чувствительность прибора 51010 спин/Гс; Q-диапазон: = 35 ГГц, чувствительность прибора 5·109 спин/ Гс; импульсный ЭПР: чувствительность прибора 1015 спинов, временное разрешение 5 нс.

Исследование спиновых центров в пористом кремнии методом ЭПР

Взаимодействие молекул кислорода с оборванными связями кремния на поверхности нанокристаллов

Фотосенсибилизация молекулярного кислорода

ЭПР-диагностика генерации синглетного кислорода при фотовозбуждении нанокристаллов в слоях микропористого кремния

ЭПР-диагностика генерации синглетного кислорода при фотовозбуждении нанокристаллов кремния

Изучение процесса генерации синглетного кислорода в микропористом кремнии при различных давлениях кислорода и интенсивностях возбуждающего света

Измерение времен парамагнитной релаксации Pb-центров пористого кремния методом импульсного ЭПР

Измерение времен парамагнитной релаксации Pb-центров пористого кремния методом импульсного ЭПР

Прямое детектирование уменьшения концентрации триплетного кислорода при освещении пористого кремния

Заключение Выявлены особенности применения метода ЭПР для исследования нанобиосистем. Предложен новый метод ЭПР-диагностики генерации синглетного кислорода и определения его концентрации в ансамблях кремниевых нанокристаллов, основанный на изменении времен релаксации спинов – оборванных связей кремния. С помощью предложенного метода в режиме непрерывного воздействия микроволнового излучения изучен процесс генерации синглетного кислорода в слоях микропористого кремния при различных давлениях кислорода и интенсивностях возбуждающего света и получены оценки концентрации генерируемого синглетного кислорода. С использованием метода импульсного ЭПР зафиксировано увеличение времен продольной Т1 и поперечной Т2 релаксации спиновых центров при освещении образцов микропористого кремния в кислороде, что объясняется генерацией синглетного кислорода. Выполнено детектирование молекул триплетного кислорода на поверхности пористого кремния методом ЭПР спектроскопии. Обнаружено уменьшение их концентрации примерно на 30 % при фотовозбуждении нанокристаллов кремния в слоях микропористого кремния , что свидетельствует о переходе части молекул 3О2 в синглетное состояние и согласуется с другими данными по исследованию процесса генерации синглетного кислорода. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования кремниевых нанокристаллов в качестве фотосенсибилизатора молекулярного кислорода для биомедицинских применений.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!