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
69 results
Результаты поиска
Теперь показываю 1 - 10 из 69
- 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 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 метаданныеVibrational Analysis of Silicon Nanoparticles Using Simulation and Decomposition of Raman Spectra(2020) Povarnitsyn, M. E.; Shcheblanov, N. S.; Ivanov, D. S.; Timoshenko, V. Y.; Klimentov, S. M.; Тимошенко, Виктор Юрьевич; Климентов, Сергей МихайловичWe report a classical molecular-dynamics simulation of models of silicon nanoparticles and bulk sili-con, in both the crystalline and the amorphous phase, to investigate their vibrational properties. By using a dynamical-matrix approach and a bond-polarizability model, together with a Raman-decomposition approach [Phys. Rev. B 100, 134309 (2019)], we present a comprehensive analysis of the vibrational spec-tra. In particular, the dependence of the high-frequency range of the Raman spectra on the nanoparticle size is studied. The results are in good agreement with Raman measurements on crystalline nanoparticles and explain the role of the nanoparticle surface, which is responsible for a shift in the Raman spectrum dependent on the particle size. In the low-frequency range, our Raman calculations reproduce well the Lamb-mode signatures, which obey the selection rules deduced by Duval [Phys. Rev. B 46, 5795 (1992)]. As a result of systematic Raman modeling, we confirm the scaling of the main signatures (ascribed to the Lamb modes with l = 0, 2) with respect to the nanoparticle size. By using the Raman-decomposition approach, we demonstrate that only a thin surface layer several angstroms in thickness contributes to the low-frequency Raman signature regardless of the nanoparticle size in the case of both the amorphous and the crystalline phase. Finally, we study the role of the coordination number of the atoms in the surface layer of a nanoparticle in order to explain the difference between the crystalline and amorphous vibrational spectra. The approach developed provides knowledge necessary for the correct interpretation of Raman spectra of nanoparticles, which opens up the possibility of quantitative control of surface-induced effects that may be relevant to various applications.
- ПубликацияТолько метаданныеLaser-ablative synthesis of nanomaterials for nuclear and radiative medicine applications(2022) Tikhonowski, G. V.; Popov, A. A.; Zelepukin, I.; Popova-Kuznetsova, E.; Dombrovska, Y.; Deyev, S. M.; Zavestovskaya, I. N.; Klimentov, S. M.; Prasad, P. N.; Kabashin, A. V.; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Попов, Антон Александрович; Попова-Кузнецова, Елена Алефтиновна; Деев, Сергей Михайлович; Завестовская, Ирина Николаевна; Климентов, Сергей Михайлович; Кабашин, Андрей ВикторовичNewly emerging nanomaterials promise a major advancement of methods of nuclear and radiative medicine for cancer treatment, as they can be used as carriers of diagnostic or therapeutic radionuclides, contrast agents in nuclear imaging modalities (PET, SPECT) or sensitizers of radiative therapies (X-ray, ion beams, etc.). However, nanotechnology-based approaches have reported a limited success so far due to a lack of suitable functional nanoformulations, which are safe, non-toxic, excretable from the body and have favorable pharmacokinetics for effective accumulation in the tumor. As follows from the results of our on-going research activities, many of the above-stated problems can we solved by the employment of nanomaterials fabricated by clean laser-ablative synthesis. Here, we review our recent data on some promising nanomaterials, prepared by this method, including biodegradable silicon (Si) nanoparticles (NPs), Sm-152-enriched samarium oxide NPs, and elemental bismuth (Bi) NPs, which can be used either as carriers/agents in radionuclide therapy, or sensitizers in radiative diagnostics or therapy. Advantages of proposed approach include exceptional purity and flexibility in synthesizing of NPs of required physico-chemical parameters (controlled size, shape, composition, and surface conditioning of NPs). Advances in laser-ablative fabrication of novel nanomaterials open up avenues for future implementations of nuclear and radiative medicine approaches for safe and efficient theranostics of tumors and metastasis.
- ПубликацияОграниченоВлияние длительности импульса на свойства наночастиц бора, получаемых лазерной фрагментацией микропорошков в жидкостях(2024) Айыыжы, К. О.; Савинов, М. С.; Тихоновский, Г. В.; Попов, А. А.; Целиков, Д. И.; Созаев, И. В.; Лактионов, А. А.; Горбань, М. В.; Бармина, Е. В.; Григорьева, М. С.; Завестовская, И. Н.; Климентов, С. М.; Кабашин, А. В.; Попов, Антон Александрович; Кабашин, Андрей Викторович; Климентов, Сергей Михайлович; Григорьева, Мария Сергеевна; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Целиков, Даниил Игоревич; Созаев, Ислам Владимирович; Завестовская, Ирина Николаевна; Лактионов, Артем Алексеевич; Савинов, Максим СергеевичОптимизация режимов лазерного синтеза, обеспечивающего производство коллоидных растворов наночастиц бора для применения их в качестве перспективного борсодержащего агента борнейтронзахватной терапии (БНЗТ) онкологических заболеваний является актуальным направлением развития БНЗТ. В настоящей работе коллоидные растворы наночастиц бора синтезировались методом лазерной фрагментации в органических растворителях с использованием лазерных импульсов наносекундного и фемтосекундного диапазона длительностей. В качестве исходного материала в обоих случаях служил порошок стабильного изотопа 10В субмикронных фракций с произвольной морфологией поверхности. Проведено прямое сравнение зависимости свойств получаемых наноматериалов от длительности лазерных импульсов.
- ПубликацияТолько метаданныеPlasmon-modified dielectric Mie resonances in laser-synthesized Si@Au nanoparticles for photothermal therapy applications(2025) Kondakova, A. V.; Musayeva, D. U.; Kuchumov, I. D.; Belov, V. S.; Tikhonowski, G. V.; Popov, A. A.; Klimentov, S. M.; Garmash, A. A.; Timoshenko, V. Y.; Мусаева, Дария Уланбековна; Белов, Владимир Сергеевич; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Попов, Антон Александрович; Климентов, Сергей Михайлович; Гармаш, Александр Александрович; Тимошенко, Виктор Юрьевич
- ПубликацияОткрытый доступЛАЗЕРНО-АБЛЯЦИОННЫЙ СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦНА ОСНОВЕ ТАНТАЛА ДЛЯ БИНАРНЫХ БИОМЕДИЦИНСКИХТЕХНОЛОГИЙ(НИЯУ МИФИ, 2025) Козлов, А. Н.; Созаев, И. В.; Целиков, Д. И.; Тихоновский, Г. В.; Попов, А. А.; Климентов, С. М.; Попов, Антон Александрович; Созаев, Ислам Владимирович; Козлов, Андрей Николаевич; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Целиков, Даниил Игоревич; Климентов, Сергей МихайловичВыполнен сравнительный анализ фототермических свойств наночастиц тантала, нитрида титана и золота, синтезированных методом фемтосекундной импульсной лазерной абляции в жидкостях в идентичных условиях лазерного воздействия. Фототермические характеристики коллоидного раствора танталовых наночастиц, продемонстрированные в экспериментах, позволяют отнести данный наноматериал к числу перспективных и конкурентоспособных в ряду аналогичных материалов для биомедицинских технологий, в том числе для бинарной терапии онкологических заболеваний.
- ПубликацияТолько метаданныеSynthesis of Titanium Nitride Nanoparticles by Pulsed Laser Ablation in Different Aqueous and Organic Solutions(2022) Tselikov, G. I.; Markeev, A. M.; Kabashin, A. V.; Popov, A. A.; Tikhonowski, G. V.; Shakhov, P. V.; Popova-Kuznetsova, E. A.; Romanov, R. I.; Klimentov, S. M.; Попов, Антон Александрович; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Шахов, Павел Владимирович; Попова-Кузнецова, Елена Алефтиновна; Романов, Роман Иванович; Климентов, Сергей Михайлович© 2022 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland.Owing to a strong photothermal response in the near-IR spectral range and very low toxicity, titanium nitride (TiN) nanoparticles (NPs) synthesized by pulsed laser ablation in liquids (PLAL) present a novel appealing object for photo-induced therapy of cancer, but the properties of these NPs still require detailed investigation. Here, we have elaborated methods of femtosecond laser ablation from the TiN target in a variety of liquid solutions, including acetonitrile, dimethyl-formamide, acetone, water, and H2O2, to synthesize TiN NPs and clarify the effect of liquid type on the composition and properties of the formed NPs. The ablation in all solvents led to the formation of spherical NPs with a mean size depending on the liquid type, while the composition of the NPs ranged from partly oxidized TiN to almost pure TiO2, which conditioned variations of plasmonic peak in the region of relative tissue transparency (670–700 nm). The degree of NP oxidation depended on the solvent, with much stronger oxidation for NPs prepared in aqueous solutions (especially in H2O2), while the ablation in organic solvents resulted in a partial formation of titanium carbides as by-products. The obtained results contribute to better understanding of the processes in reactive PLAL and can be used to design TiN NPs with desired properties for biomedical applications.
- ПубликацияТолько метаданныеNonlinear photoacoustic response of suspensions of laser-synthesized plasmonic titanium nitride nanoparticles(2020) Maldonado, M. E.; Das, A.; Gomes, A. S. L.; Popov, A. A.; Klimentov, S. M.; Kabashin, A. V.; Попов, Антон Александрович; Климентов, Сергей Михайлович; Кабашин, Андрей Викторович© 2020 Optical Society of AmericaA nonlinear photoacoustic (PA) response from solutions of 40 nm plasmonic titanium nitride nanoparticles (NPs) synthesized by laser ablation in a liquid environment (acetone) is reported. Using a photoacoustic Z-scan with 5 ns pumping pulses, values of effective nonlinear absorption (NLA) coefficients βPA,eff were measured and found to be 3.27±0.17 × 10−8, 6.41±0.32 × 10−8, and 3.22±0.16 × 10−8 for 600, 700, and 800 nm pumping wavelengths, respectively. To take into account the influence of nonlinear scattering, absorption-dependent PA measurements were carried out together with the optical Z-scan, and the obtained data were compared. The origin of the effective absorptive nonlinearity is discussed based on combined NLA in NPs, nonlinear scattering, and bubble generation triggered by NP-mediated light absorption. Potential applications include biomedical diagnostics and therapy.
- ПубликацияТолько метаданныеBismuth nanoparticles-enhanced proton therapy: Concept and biological assessment(2024) Zavestovskaya, I. N.; Tikhonowski, G. V.; Savinov, M.; Shakhov, P. V.; Popov, A. A.; Klimentov, S. M.; Deyev, S. M.; Завестовская, Ирина Николаевна; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Савинов, Максим Сергеевич; Шахов, Павел Владимирович; Попов, Антон Александрович; Климентов, Сергей Михайлович; Деев, Сергей Михайлович