Персона: Климентов, Сергей Михайлович
Загружается...
Email Address
Birth Date
Научные группы
Научная группа
Организационные подразделения
Организационная единица
Инженерно-физический институт биомедицины
Цель ИФИБ и стратегия развития – это подготовка высококвалифицированных кадров на базе передовых исследований и разработок новых перспективных методов и материалов в области инженерно-физической биомедицины. Занятие лидерских позиций в биомедицинских технологиях XXI века и внедрение их в образовательный процесс, что отвечает решению практикоориентированной задачи мирового уровня – диагностике и терапии на клеточном уровне социально-значимых заболеваний человека.
Статус
Руководитель научной группы "Центр нанобиомедицины"
Фамилия
Климентов
Имя
Сергей Михайлович
Имя
67 results
Результаты поиска
Теперь показываю 1 - 10 из 67
- ПубликацияОткрытый доступСоздание композитов Bi@SiO2 со структурой ядро@оболочка на основе лазерно-синтезированных наночастиц Bi(2023) Скрибицкая, А. В.; Короткова, Н. А.; Котельникова, П. А.; Тихоновский, Г. В.; Попов, А. А.; Климентов, С. М.; Завестовская, И. Н.; Кабашин, А. В.; Завестовская, Ирина Николаевна; Кабашин, Андрей Викторович; Климентов, Сергей Михайлович; Попов, Антон Александрович; Скрибицкая, Ангелина Вячеславовна; Тихоновский, Глеб ВалерьевичРазработана методика получения нанокомпозитов по типу ядро@оболочка путём поверхностной модификации лазерно-синтезированных наночастиц (НЧ) висмута тетраэтоксисиланом с конечной структурной формулой Bi@SiO2. Показано, что покрытие НЧ Bi оболочкой из SiO2 приводит к образованию сферических наноформуляций с модой размерного распределения 250 – 300 нм. Разработанная методика, позволяющая создавать биосовместимые нанокомпозиты на основе Bi для сенсибилизации мультимодальной тераностики, является новой перспективной альтернативой традиционным методам.
- ПубликацияОткрытый доступPентгеноконтрастные свойства наноформуляций на основе висмута(2023) Савинов, М. С.; Грязнова, О. Ю.; Тихоновский, Г. В.; Попов, А. А.; Завестовская, И. Н.; Климентов, С. М.; Кабашин, А. В.; Завестовская, Ирина Николаевна; Кабашин, Андрей Викторович; Климентов, Сергей МихайловичИсследуется возможность использования наночастиц элементного висмута в качестве сенсибилизаторов радиационной терапии и контрастных агентов компьютерной томографии. Проводится сравнительный анализ рентгеноконтрастных свойств наночастиц висмута с классическими наночастицами золота и нанолистами оксихлорида висмута. Показано, что лазерно-синтезированные наночастицы висмута демонстрируют более высокую эффективность контрастирования рентгеновского излучения по сравнению с традиционными наночастицами золота, а также обладают схожими рентгеноконтрастными свойствами с химически синтезированными аналогами на основе нанолистов оксихлорида висмута. Уникальные физико-химические характеристики в сочетании с высокими рентгеноконтрастными свойствами лазерно-синтезированных наночастиц висмута формируют новую перспективную альтернативу традиционным сенсибилизаторам радиационной тераностики онкологических заболеваний.
- ПубликацияОткрытый доступСПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОЛЛОИДНО-СТАБИЛЬНЫХ СУБМИКРОННЫХ И НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ БОРА СО СРЕДНИМ РАЗМЕРОМ МЕНЕЕ 200 НАНОМЕТРОВ(Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, 2023) Попов, А. А.; Тихоновский, Г. В.; Шахов, П. В.; Климентов, С. М.; Завестовская, И. Н.; Попов, Антон Александрович; Завестовская, Ирина Николаевна; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Шахов, Павел Владимирович; Климентов, Сергей МихайловичИзобретение относится к области получения субмикронных и наноразмерных частиц. Раскрыт способ получения коллоидно-стабильных субмикронных и наноразмерных частиц бора размером менее 200 нм, включающий измельчение порошка бора в планетарной мельнице в жидкостной среде, разбавление полученной суспензии и импульсную лазерную фрагментацию полученного раствора, в котором после упомянутой фрагментации полученный раствор центрифугируют, по меньшей мере, дважды, после чего полученный раствор подвергают воздействию ультразвуковых колебаний в течение 1-15 минут. Изобретение позволяет получить субмикронные и наноразмерные частицы бора со средним размером менее 200 нм, обладающие высокой коллоидной стабильностью. 6 з.п. ф-лы, 2 пр.
- ПубликацияТолько метаданныеMorphology and photoluminescence properties of silicon nanoparticles deposited in helium-nitrogen mixtures maintained at low residual pressures(2021) Fronya, A. A.; Antonenko, S. V.; Derzhavin, S. I.; Karpov, N. V.; Kharin, A. Yu.; Garmash, A. A.; Kargin, N. I.; Klimentov, S. M.; Timoshenko, V. Yu.; Kabashin, A. V.; Фроня, Анастасия Андреевна; Антоненко, Сергей Васильевич; Гармаш, Александр Александрович; Каргин, Николай Иванович; Климентов, Сергей Михайлович; Тимошенко, Виктор Юрьевич; Кабашин, Андрей ВикторовичWe elaborated a technique of pulsed laser ablation in gas mixtures (He-N2), maintained under residual pressures of 0.5-5 Torr to deposit silicon (Si)-based nanostructured films on a substrate. We show that the deposited films can exhibit strong photoluminescence (PL) emission with the position of peaks depending on the pressure of ambient gas and the ratio of gases in the mixture. Nanostructured films prepared in pure He gas exhibited a strong band in the infrared range (around 760 nm) and a weak band in the green range (550 nm), which were attributed to quantum-confined excitonic states in small Si nanocrystals and radiative transitions via the localized electronic states in silicon suboxide coating, respectively. In contrast, nanostructured films prepared in He-N2 mixtures exhibited more intense “green-yellow” PL band centered at 580 nm, which was attributed to a radiative recombination in amorphous oxynitride (a-SiNxOy) coating of Si nanocrystals. We also present a detailed analysis of morphology of nanostructures Si-based films prepared by laser ablation. Finally, we show that the nanocrystals can be removed from the substrate and milled by ultrasound to form aqueous solutions of colloidal Si nanopartiles. The fabricated Si-based nanocrystals present a promising object for theranostics, combining imaging functionality based on PL emission and a series of therapy functionalities (photo and radiofrequency hyperthermia, photodynamic therapy). © 2021 Institute of Physics Publishing. All rights reserved.
- ПубликацияТолько метаданныеOptimization of laser cleaning conditions using multimode short-pulse radiation(2020) Kravchenko, Y. V.; Klimentov, S. M.; Derzhavin, S. I.; Mamonov, D. N.; Karpov, N. V.; Mayorov, A. N.; Климентов, Сергей Михайлович; Мамонов, Дмитрий Николаевич; Майоров, Алексей Николаевич© 2020, Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature.Aiming at significant enhancement of laser cleaning efficiency and productivity, we studied several typical experimental cases including removal of contaminated layers from absorbing surfaces, paying special attention to elimination of the thick rusty layers, and removal of absorbing coatings from transparent substrates. Nanosecond pulses of Nd:YAG laser were used in all the cases at variation of the mode content of the laser beam which was achieved by applying a multimode fiber delivery of radiation. Both, air and water ambient were used in the experiments. The results are discussed in terms of plasma microexplosions in the domain of the substrate–layer interface and the vapor bubbles formation inside the thick rusty layer impregnated with liquid.
- ПубликацияТолько метаданныеComparison of pharmacokinetics and biodistribution of laser-synthesized plasmonic Au and TiN nanoparticles(2021) Tselikov, G. I.; Al-Kattan, A.; Bailly, A. -L.; Correard, F.; Popov, A. A.; Zelepukin, I. V.; Tikhonowski, G. V.; Popova-Kuznetsova, E. A.; Klimentov, S. M.; Deyev, S. M.; Kabashin, A. V.; Попов, Антон Александрович; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Попова-Кузнецова, Елена Алефтиновна; Климентов, Сергей Михайлович; Деев, Сергей Михайлович; Кабашин, Андрей Викторович© 2021 Institute of Physics Publishing. All rights reserved.Plasmonic nanostructures offer wide range of diagnostic and therapeutic functionalities for biomedical applications. Gold nanoparticles (Au NPs) present one of the most explored nanomaterial in this field, while titanium nitride nanoparticles (TiN NPs) is a new promising nanomaterial with superior plasmonic properties for biomedicine. However conventional chemical techniques for the synthesis of these nanomaterials cannot always match stringent requirements for toxicity levels and surface conditioning. Laser-synthesized Au and TiN NPs offer exceptional purity (no contamination by by-products or ligands) and unusual surface chemistry. Therefore, these NPs present a viable alternative to chemically synthesized counterparts. This work presents comparative analysis of pharmacokinetics and biodistribution of laser-synthesized 20 nm Au and TiN NPs under intravenous administration in mice model. Our data show that Au NPs and bare TiN NPs are rapidly eliminated from the blood circulation and accumulate preferentially in liver and spleen, while coating of TiN NPs by hydrophilic polymer polyethylene glycol (PEG) significantly prolongates blood circulation time and improves delivery of the NPs to tumor. We finally discuss potential applications of laser synthesized Au NPs in SERS, SEIRA and electrocatalysis, while TiN nanoparticles are considered as promising agents for photothermal therapy and photoacoustic imaging.
- ПубликацияТолько метаданныеLaser-ablative synthesis of stable size-tunable Bi nanoparticles and their functionalization for radiotherapy applications(2021) Tikhonowski, G. V.; Popov, A. A.; Popova-Kuznetsova, E. A.; Klimentov, S. M.; Prasad, P. N.; Kabashin, A. V.; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Попов, Антон Александрович; Попова-Кузнецова, Елена Алефтиновна; Климентов, Сергей Михайлович; Кабашин, Андрей Викторович© 2021 Institute of Physics Publishing. All rights reserved.Nanoformulations of high-Z elements can improve therapeutic outcome in radiotherapy-based treatment of tumors, but current nanomedicine implementations in radiotherapy still need biocompatible, non-toxic nano-agents exhibiting low polydispersity and high colloidal stability. Here, we elaborate methods of femtosecond (fs) laser ablation in water and organic solvents to fabricate stable aqueous colloidal solutions of ultrapure elemental Bi nanoparticles (NPs) and characterize them. We show that fs laser ablation of Bi target leads to the formation of spherical elemental Bi NPs having 25 nm mean size and wide size-dispersion. NPs prepared in water undergo fast conversion into 400-500 nm flake-like nanosheets, while NPs prepared in acetone demonstrate a high colloidal stability. We then employ methods of fs laser fragmentation to control mean size and size dispersion of Bi NPs. Stable aqueous solution of Bi NPs suitable for biomedical applications can be obtained by coating with Pluronic® F-127. We finally show that surface modification of Bi NPs increases its colloidal stability in phosphate buffer saline (PBS) solution by more than 6 fold. Exempt of any toxic synthetic by-products, laser-ablated Bi NPs present a novel appealing nanoplatform for image-guided combination photo- and radiotherapy.
- ПубликацияТолько метаданныеEvolution of the properties of nanomaterials obtained by pulsed laser ablation(2021) Faizullayeva, S.; Klimentov, S. M.; Popov, A. A.; Файзуллаева, Сабина Юсуповна; Климентов, Сергей Михайлович; Попов, Антон АлександровичThe synthesis and application of metal and ceramic nanoparticle are significant subject in science and engineering. The metal nanoparticles such as gold, silver, and copper nanoparticles have more application in material science, nanomedicine, electronic, photonic, and art. One of the green methods for preparation of metal nanoparticles is laser ablation technique that offers a unique tool for nanofabrication of nanoparticles. In this work, gold colloids were prepared by pulsed laser ablation of high purity gold plate immersed in deionized water and 10µM NaCl solution. After ablation process, we study the change in the size distribution of nanoparticles after the ablation process for a month. © 2021 Institute of Physics Publishing. All rights reserved.
- ПубликацияТолько метаданныеTransition metal dichalcogenide nanospheres for high-refractive-index nanophotonics and biomedical theranostics(2022) Tselikov, G. I.; Ermolaev, G. A.; Popov, A. A.; Tikhonowski, G. V.; Klimentov, S. M.; Попов, Антон Александрович; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Климентов, Сергей МихайловичRecent developments in the area of resonant dielectric nanostructures have created attractive opportunities for concentrating and manipulating light at the nanoscale and the establishment of the new exciting field of all-dielectric nanophotonics. Transition metal dichalcogenides (TMDCs) with nanopatterned surfaces are especially promising for these tasks. Still, the fabrication of these structures requires sophisticated lithographic processes, drastically complicating application prospects. To bridge this gap and broaden the application scope of TMDC nanomaterials, we report here femtosecond laser-ablative fabrication of water-dispersed spherical TMDC (MoS 2 and WS 2 ) nanoparticles (NPs) of variable size (5 to 250 nm). Such NPs demonstrate exciting optical and electronic properties inherited from TMDC crystals, due to preserved crystalline structure, which offers a unique combination of pronounced excitonic response and high refractive index value, making possible a strong concentration of electromagnetic field in the NPs. Furthermore, such NPs offer additional tunability due to hybridization between the Mie and excitonic resonances. Such properties bring to life a number of nontrivial effects, including enhanced photoabsorption and photothermal conversion. As an illustration, we demonstrate that the NPs exhibit a very strong photothermal response, much exceeding that of conventional dielectric nanoresonators based on Si. Being in a mobile colloidal state and exhibiting superior optical properties compared to other dielectric resonant structures, the synthesized TMDC NPs offer opportunities for the development of next-generation nanophotonic and nanotheranostic platforms, including photothermal therapy and multimodal bioimaging.
- ПубликацияТолько метаданныеGermanium Nanoparticles Prepared by Laser Ablation in Low Pressure Helium and Nitrogen Atmosphere for Biophotonic Applications(2022) Fronya, A. A.; Antonenko, S. V.; Karpov, N. V.; Pokryshkin, N. S.; Eremina, A. S.; Kharin, A. Y.; Dombrovska, Y. I.; Garmash, A. A.; Kargin, N. I.; Klimentov, S. M.; Timoshenko, V. Y.; Фроня, Анастасия Андреевна; Антоненко, Сергей Васильевич; Еремина, Анна Сергеевна; Гармаш, Александр Александрович; Каргин, Николай Иванович; Климентов, Сергей Михайлович; Тимошенко, Виктор ЮрьевичDue to particular physico-chemical characteristics and prominent optical properties, nanostructured germanium (Ge) appears as a promising material for biomedical applications, but its use in biological systems has been limited so far due to the difficulty of preparation of Ge nanostructures in a pure, uncontaminated state. Here, we explored the fabrication of Ge nanoparticles (NPs) using methods of pulsed laser ablation in ambient gas (He or He-N2 mixtures) maintained at low residual pressures (1-5 Torr). We show that the ablated material can be deposited on a substrate (silicon wafer in our case) to form a nanostructured thin film, which can then be ground in ethanol by ultrasound to form a stable suspension of Ge NPs. It was found that these formed NPs have a wide size dispersion, with sizes between a few nm and hundreds of nm, while a subsequent centrifugation step renders possible the selection of one or another NP size fraction. Structural characterization of NPs showed that they are composed of aggregations of Ge crystals, covered by an oxide shell. Solutions of the prepared NPs exhibited largely dominating photoluminescence (PL) around 450 nm, attributed to defects in the germanium oxide shell, while a separated fraction of relatively small (5-10 nm) NPs exhibited a red-shifted PL band around 725 nm under 633 nm excitation, which could be attributed to quantum confinement effects. It was also found that the formed NPs exhibit high absorption in the visible and near-IR spectral ranges and can be strongly heated under photoexcitation in the region of relative tissue transparency, which opens access to phototherapy functionality. Combining imaging and therapy functionalities in the biological transparency window, laser-synthesized Ge NPs present a novel promising object for cancer theranostics.