Персона: Попов, Антон Александрович
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
Попов
Имя
Антон Александрович
Имя
13 results
Результаты поиска
Теперь показываю 1 - 10 из 13
- ПубликацияОткрытый доступComparative Evaluation of Engineered Polypeptide Scaffolds in HER2-Targeting Magnetic Nanocarrier Delivery(2021) Kolesnikova, O. A.; Kotelnikova, P. A.; Soloviev, V. D.; Proshkina, G. M.; Shipunova, V. O.; Popov, A. A.; Deyev, S. M.; Попов, Антон Александрович; Деев, Сергей Михайлович© 2021 The Authors. Published by American Chemical Society.Targeted drug delivery is one of the most intriguing and challenging issues in modern biomedicine. For active targeting, full-size IgG molecules (150 kDa) are usually used. Recent studies have revealed that small artificial polypeptide scaffolds such as DARPins (14 kDa) and affibodies (8 kDa) are much more promising tools for drug delivery due to their small size, artificial nature, low immunogenicity, and many other properties. However, there is no comparative information on the targeting abilities of scaffold polypeptides, which should be taken into account when developing drug delivery systems (DDSs). The present work is the first comprehensive study on the comparison of the effectiveness of different HER2-targeting proteins within the architecture of nanoparticles. Namely, we synthesized trimodal nanoparticles: magnetic, fluorescent, and directed toward HER2 oncomarker on cancer cells. The magnetic particles (MPs) were covalently modified with (i) full-size IgG, 150 kDa, (ii) DARPin_G3, 14 kDa, and (iii) affibody ZHER2:342, 8 kDa. We showed that the number of DARPin_G3 and affibody ZHER2:342 molecules conjugated to the nanoparticle surface are 10 and 40 times higher, respectively, than the corresponding value for trastuzumab. Using the methods of magnetic particle quantification (MPQ)-cytometry and confocal microscopy, we showed that all types of the obtained magnetic conjugates specifically labeled HER2-overexpressing cells. Namely, we demonstrated that particle binding to HER2-positive cells is 1113 ± 39 fg/cell for MP*trastuzumab, 1431 ± 186 fg/cell for MP*ZHER2:342, and 625±21 fg/cell for MP*DARPin_G3, which are 2.77, 2.75, and 2.30 times higher than the corresponding values for control HER2-negative cells. Thus, we showed that the smallest HER2-recognizing polypeptide affibody ZHER2:342 is more effective in terms of specificity and selectivity in nanoparticle-mediated cell labeling.
- ПубликацияОткрытый доступLocalized infrared radiation-induced hyperthermia sensitized by laser-ablated silicon nanoparticles for phototherapy applications(2020) Oleshchenko, V. A.; Karpukhina, O. V.; Bezotosnyi, V. V.; Kharin, A. Y.; Alykova, A. F.; Karpov, N. V.; Popov, A. A.; Klimentov, S. M.; Zavestovskaya, I. N.; Kabashin, A. V.; Timoshenko, V. Y.; Попов, Антон Александрович; Климентов, Сергей Михайлович; Завестовская, Ирина Николаевна; Кабашин, Андрей Викторович; Тимошенко, Виктор Юрьевич© 2020 Elsevier B.V.Silicon (Si) nanoparticles (NPs) synthesized by methods of laser ablation in water are explored as sensitizers of photothermal therapy under a laser excitation in the window of relative tissue transparency. Based on theoretical calculations and experimental data, it is shown that the NPs can be heated up to temperatures above 42–50 °C by laser diode irradiation at 808 nm in continuous wave (CW) and quasi-continuous wave (QCW) regimes. Profiting from the laser-induced heating, a high efficiency Si-NPs as sensitizers of the hyperthermia of cells in Paramecium Caudatum model is demonstrated. The QCW regime is found to be more efficient, leading to complete cell destruction even under relatively mild laser irradiation conditions. The obtained data evidence a great potential in using laser-ablated Si-NPs as sensitizers of photohyperthermia in antibacterial or cancer therapy applications.
- ПубликацияОткрытый доступLaser-Synthesized Germanium Nanoparticles as Biodegradable Material for Near-Infrared Photoacoustic Imaging and Cancer Phototherapy(2024) Belyaev, I. B.; Zelepukin, I. V.; Kotelnikova, P. A.; Tikhonowski, G. V.; Popov, A. A.; Kopylov, A. N.; Deyev, S. M.; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Попов, Антон Александрович; Копылов, Алексей Николаевич; Деев, Сергей МихайловичAbstract Biodegradable nanomaterials can significantly improve the safety profile of nanomedicine. Germanium nanoparticles (Ge NPs) with a safe biodegradation pathway are developed as efficient photothermal converters for biomedical applications. Ge NPs synthesized by femtosecondў??laser ablation in liquids rapidly dissolve in physiologicalў??like environment through the oxidation mechanism. The biodegradation of Ge nanoparticles is preserved in tumor cells in vitro and in normal tissues in mice with a halfў??life as short as 3.5 days. Biocompatibility of Ge NPs is confirmed in vivo by hematological, biochemical, and histological analyses. Strong optical absorption of Ge in the nearў??infrared spectral range enables photothermal treatment of engrafted tumors in vivo, following intravenous injection of Ge NPs. The photothermal therapy results in a 3.9ў??fold reduction of the EMT6/P adenocarcinoma tumor growth with significant prolongation of the mice survival. Excellent massў??extinction of Ge NPs (7.9 L g ў??1 cm ў??1 at 808 nm) enables photoacoustic imaging of bones and tumors, following intravenous and intratumoral administrations of the nanomaterial. As such, strongly absorbing nearў??infraredў??light biodegradable Ge nanomaterial holds promise for advanced theranostics.
- 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.
- 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.
- 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.
- ПубликацияОткрытый доступLaser-Synthesized Elemental Boron Nanoparticles for Efficient Boron Neutron Capture Therapy(2023) Zavestovskaya, I. N.; Zavestovskaya,I.N.; Babkova, J. S.; Zelepukin, I. V.; Tikhonowski, G. V.; Popov, A. A.; Klimentov, S. M.; Завестовская, Ирина Николаевна; Бабкова, Юлия Сергеевна; Тихоновский, Глеб Валерьевич; Попов, Антон Александрович; Климентов, Сергей Михайлович; Деев, Сергей МихайловичBoron neutron capture therapy (BNCT) is one of the most appealing radiotherapy modalities, whose localization can be further improved by the employment of boron-containing nanoformulations, but the fabrication of biologically friendly, water-dispersible nanoparticles (NPs) with high boron content and favorable physicochemical characteristics still presents a great challenge. Here, we explore the use of elemental boron (B) NPs (BNPs) fabricated using the methods of pulsed laser ablation in liquids as sensitizers of BNCT. Depending on the conditions of laser-ablative synthesis, the used NPs were amorphous (a-BNPs) or partially crystallized (pc-BNPs) with a mean size of 20 nm or 50 nm, respectively. Both types of BNPs were functionalized with polyethylene glycol polymer to improve colloidal stability and biocompatibility. The NPs did not initiate any toxicity effects up to concentrations of 500 Вµg/mL, based on the results of MTT and clonogenic assay tests. The cells with BNPs incubated at a 10B concentration of 40 Вµg/mL were then irradiated with a thermal neutron beam for 30 min. We found that the presence of BNPs led to a radical enhancement in cancer cell death, namely a drop in colony forming capacity of SW-620 cells down to 12.6% and 1.6% for a-BNPs and pc-BNPs, respectively, while the relevant colony-forming capacity for U87 cells dropped down to 17%. The effect of cell irradiation by neutron beam uniquely was negligible under these conditions. Finally, to estimate the dose and regimes of irradiation for future BNCT in vivo tests, we studied the biodistribution of boron under intratumoral administration of BNPs in immunodeficient SCID mice and recorded excellent retention of boron in tumors. The obtained data unambiguously evidenced the effect of a neutron therapy enhancement, which can be attributed to efficient BNP-mediated generation of О±-particles.