Персона: Тихоновский, Глеб Валерьевич
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
Фамилия
Тихоновский
Имя
Глеб Валерьевич
Имя
11 results
Результаты поиска
Теперь показываю 1 - 10 из 11
- 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 доступLaser-ablative synthesis of stable aqueous solutions of elemental bismuth nanoparticles for multimodal theranostic applications(2020) Bulmahn, J. C.; Kuzmin, A.; Tikhonowski, G.; Popov, A. A.; Klimentov, S. M.; Kabashin, A. V.; Prasad, P. N.; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Попов, Антон Александрович; Климентов, Сергей Михайлович; Кабашин, Андрей Викторович© 2020 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland.Elemental bismuth (Bi) nanoparticles (NPs), with the high atomic density of the Bi nuclei, could serve as efficient targeted agents for cancer treatment, with applications such as contrast agents for computed tomography (CT) imaging, sensitizers for image-guided X-ray radiotherapy, and photothermal therapy. However, the synthesis of elemental Bi NPs suitable for biological applications is difficult using conventional chemical routes. Here, we explore the fabrication of ultrapure Bi-based nanomaterials by femtosecond laser ablation from a solid Bi target in ambient liquids and characterize them by a variety of techniques, including TEM, SEM, XRD, FTIR, Raman, and optical spectroscopy. We found that laser-ablative synthesis using an elemental Bi solid target leads to the formation of spherical Bi NPs having the mean size of 20–50 nm and a low size-dispersion. The NPs prepared in water experience a fast (within a few minutes) conversion into 400–500 nm flake-like nanosheets, composed of bismuth subcarbonates, (BiO)2 CO3 and (BiO)4 CO3 (OH)2, while the NPs prepared in acetone demonstrate high elemental stability. We introduce a procedure to obtain a stable aqueous solution of elemental Bi NPs suitable for biological applications, based on the coating of Bi NPs prepared in acetone with Pluronic® F68 and their subsequent transfer to water. We also show that the laser-synthesized elemental Bi NPs, due to their vanishing band gap, exhibit remarkable absorption in the infrared range, which can be used for the activation of photothermal therapy in the near IR-to-IR window with maximum optical transparency in biological media. Exempt of any toxic synthetic by-products, laser-ablated elemental Bi NPs present a novel appealing nanoplatform for combination image-guided photoradiotherapies.
- ПубликацияОткрытый доступLaser-ablative synthesis of isotope-enriched samarium oxide nanoparticles for nuclear nanomedicine(2020) Duflot, V.; Popova-Kuznetsova, E.; Tikhonowski, G.; Popov, A. A.; Deyev, S.; Klimentov, S.; Zavestovskaya, I.; Prasad, P. N.; Kabashin, A. V.; Попова-Кузнецова, Елена Алефтиновна; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Попов, Антон Александрович; Деев, Сергей Михайлович; Климентов, Сергей Михайлович; Завестовская, Ирина Николаевна; Кабашин, Андрей Викторович© 2019 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland.Nuclear nanomedicine is an emerging field, which utilizes nanoformulations of nuclear agents to increase their local concentration at targeted sites for a more effective nuclear therapy at a considerably reduced radiation dosage. This field needs the development of methods for controlled fabrication of nuclear agents carrying nanoparticles with low polydispersity and with high colloidal stability in aqueous dispersions. In this paper, we apply methods of femtosecond (fs) laser ablation in deionized water to fabricate stable aqueous dispersion of152Sm-enriched samarium oxide nanoparticles (NPs), which can capture neutrons to become153Sm beta-emitters for nuclear therapy. We show that direct ablation of a152Sm-enriched samarium oxide target leads to widely size-and shape-dispersed populations of NPs with low colloidal stability. However, by applying a second fs laser fragmentation step to the dispersion of initially formed colloids, we achieve full homogenization of NPs size characteristics, while keeping the same composition. We also demonstrate the possibility for wide-range tuning of the mean size of Sm-based NPs by varying laser energy during the ablation or fragmentation step. The final product presents dispersed solutions of samarium oxide NPs with relatively narrow size distribution, having spherical shape, a controlled mean size between 7 and 70 nm and high colloidal stability. The formed NPs can also be of importance for catalytic and biomedical applications.
- 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 метаданныеColloidal samarium oxide nanoparticles prepared by femtosecond laser ablation and fragmentation for nuclear nanomedicine(2020) Duflot, V. R.; Popova-Kuznetsova, E.; Tikhonowski, G.; Popov, A. A.; Deyev, S. M.; Klimentov, S. M.; Zavestovskaya, I. N.; Prasad, P. N.; Kabashin, A. V.; Попова-Кузнецова, Елена Алефтиновна; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Попов, Антон Александрович; Деев, Сергей Михайлович; Климентов, Сергей Михайлович; Завестовская, Ирина Николаевна; Кабашин, Андрей Викторович© 2020 SPIE.Nanotechnology promises a major improvement of efficacy of nuclear medicine by targeted delivery of radioactive agents to tumors, but this approach still needs novel efficient nanoformulations to maximize diagnostic and therapeutic functions. Here, we present a two-step method of laser ablation and fragmentation in water to produce non-radioactive 152Sm-enriched samarium oxide nanoparticles (Sm NPs), which can be converted to radioactive form of 153Sm beta-emitters by neutron capture reaction. We found that laser ablation in deionized water leads to the formation of NPs having diverse morphology and broad size dispersion. To improve size characteristics of formed NPs, we applied additional femtosecond laser fragmentation step, which made possible a good control of mean NPs size under a drastic narrowing of size dispersion, and the spherical shape of formed NPs. Obtained colloidal solutions of Sm NPs were stable for several weeks after the synthesis. The formed NPs present a very promising object for nuclear nanomedicine.
- ПубликацияОткрытый доступСПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ КОЛЛОИДНЫХ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ ЗОЛОТА МЕТОДОМ ИМПУЛЬСНОЙ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ(НИЯУ МИФИ, 2024) Шахов, П. В.; Тихоновский, Г. В.; Савинов, М. С.; Попов, А. А.; Климентов, С. М.; Гармаш, А. А.; Попов, Антон Александрович; Шахов, Павел Владимирович; Савинов, Максим Сергеевич; Тихоновский, Глеб ВалерьевичИзобретение относится к способу получения наноматериалов методом импульсной лазерной абляции в жидкости. Раскрыт способ получения сферических коллоидных наноразмерных частиц золота методом импульсной лазерной абляции, заключающийся в том, что производят облучение лазерными импульсами поверхности золотой мишени, погруженной в жидкость, где облучение лазерными импульсами производят с длиной волны в пределах от 750 до 1100 нм, энергией в импульсе от 5 до 150 мкДж, частотой повторения импульсов от 100 Гц до 100 МГц, длительностью импульса от 10 фс до 10 пс, длительностью воздействия не менее 1 мин, при этом в качестве жидкости используется деионизованная вода или деионизованная вода с молярной концентрацией хлорида натрия менее 10 ммоль/л до момента получения коллоидного раствора, после чего производится центрифугирование раствора с ускорением от 10000 до 20000 g не более 1,5 мин, после чего забирают не более 90% надосадочной жидкости. Изобретение обеспечивает возможность получения сферических коллоидных наноразмерных частиц золота с высокой производительностью синтеза, обладающих высокой коллоидной стабильностью и мономодальным характером размерного распределения в диапазоне от 2 до 150 нм. 2 пр.
- ПубликацияТолько метаданныеInteraction of SiFe Nanoparticles with Epithelial and Lymphoid Cells(2020) Sharonova, N. V.; Svirshchevskaya, E. V.; Popov, A. A.; Karpov, N. V.; Tikhonovsky, G. V.; Zakharkiv, A. Y.; Timoshenko, V. Y.; Klimentov, S. M.; Oleinikov, V. A.; Попов, Антон Александрович; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Захаркив, Анастасия Юрьевна; Тимошенко, Виктор Юрьевич; Климентов, Сергей Михайлович; Олейников, Владимир АлександровичSilicon and silicon-based nanoparticles (SiNP) attract scientific attention due to the biocompatibility and assimilation of silicon by body tissues. Iron-doped SiNP (SiFeNP) allow the use of ferromagnetic properties of iron for NP detection and the possibility of therapeutic application of SiFeNP. The purpose of this work was to analyze the interaction of SiFeNP with epithelial cells (EC) COLO357 and SW620 and human peripheral blood lymphocytes (PBL). SiFeNP were obtained by laser ablation and divided into the NP1 and NP2 fractions of 100 and 150 nm size, respectively. Cytotoxicity, apoptosis induction, reactive oxygen species (ROS) production, and lysosome metabolism were analyzed using in vitro methods. EC were found to efficiently incytosed both types of NPs, which resulted in the increase in the granularity of cells. NP did not cause apoptosis or EC necrosis, but accumulated in lysosomes, which led to a decrease in the membrane potential of lysosomes. In turn, a decrease in the level of EC metabolism led to a gradual (24 h) increase in ROS production by 10-15%. NP1 caused more ROS than NP2, and accumulated more in the EC, which may be the result of a difference in the particle size. SiFeNP did not interact with PBL. Thus, the total cytotoxicity of SiFeNP did not exceed 20%, which is associated with a decrease in lysosome metabolism and insignificant ROS production.
- 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.
- ПубликацияОткрытый доступLaser-synthesized TiN nanoparticles for biomedical applications: Evaluation of safety, biodistribution and pharmacokinetics(2021) Zelepukin, I. V.; Popov, A. A.; Shipunova, V. O.; Tikhonowski, G. V.; Mirkasymov, A. B.; Popova-Kuznetsova, E. A.; Klimentov, S. M.; Kabashin, A. V.; Deyev, S. M.; Попов, Антон Александрович; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Попова-Кузнецова, Елена Алефтиновна; Климентов, Сергей Михайлович; Кабашин, Андрей Викторович; Деев, Сергей Михайлович© 2020 Elsevier B.V.Having plasmonic absorption within the biological transparency window, titanium nitride (TiN) nanoparticles (NPs) can potentially outperform gold counterparts in phototheranostic applications, but characteristics of available TiN NPs are still far from required parameters. Recently emerged laser-ablative synthesis opens up opportunities to match these parameters as it makes possible the production of ultrapure low size-dispersed spherical TiN NPs, capable of generating a strong phototherapy effect under 750–800 nm excitation. This study presents the first assessment of toxicity, biodistribution and pharmacokinetics of laser-synthesized TiN NPs. Tests in vitro using 8 cell lines from different tissues evidenced safety of both as-synthesized and PEG-coated NPs (TiN-PEG NPs). After systemic administration in mice, they mainly accumulated in liver and spleen, but did not cause any sign of toxicity or organ damage up to concentration of 6 mg kg−1, which was confirmed by the invariability of blood biochemical parameters, weight and hemotoxicity examination. The NPs demonstrated efficient passive accumulation in EMT6/P mammary tumor, while concentration of TiN-PEG NPs was 2.2-fold higher due to “stealth” effect yielding 7-times longer circulation in blood. The obtained results evidence high safety of laser-synthesized TiN NPs for biological systems, which promises a major advancement of phototheranostic modalities on their basis.