Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2019, № 7 · BIOMEDICAL RADIO ELECTRONICS

Small-size device for express studies of spectral-luminescent properties of porphyrins metal complexes

I.P. Shilov1, L.I. Kochmarev1, G.L. Danielyan2,3, B.V. Zubov2,3

1 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
2 Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Moscow, Russia
3 Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences, Russia
Full text (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2019.7.4 UDC 621.398:616.073 EDN XFQBXG

Abstract

The results of the development of a small-size device for spectral-luminescent properties studying of nanoscale porphyrins metal complexes promising for cancer luminescent diagnostics, are presented. The small-size device is based on a highly sensitive sensor-mini spectrometer type FSD-10/2. It is shown that the developed small-size portable device provides a large number of express-studies of spectral-luminescent characteristics of various nanoscale porphyrins metal complexes, in particular, the ytterbium and platinum complexes. The device spectral range of 200-1080 nm allows to explore a wide range of metal porphyrins complexes. At the same time a sufficiently high level of spectral resolution (up to 2-5 nm) is provided. From the luminescence intensity spectra it is possible to make some evaluation of the test compound applicability for early tumors luminescence diagnostics. The spectral-luminescent properties of some samples of ytterbium and platinum porphyrins complexes are studied. Thus, for platinum porphyrins complexes the luminescence maximum is observed in the 650 nm proximity, and for ytterbium porphyrins complexes it is in the 980 nm region.

  • porphyrin metal complexes
  • luminescent diagnostics
  • fluorescence
  • fiber-optic probe
  • mini spectrometer
  • small-size device
  • spectral express-diagnostics
Аннотация (на русском)

Малогабаритное устройство для экспресс-исследований спектрально-люминесцентных свойств металлокомплексов порфиринов

Представлены результаты разработки малогабаритного устройства на основе высокочувствительного мини спектрометра типа FSD-10/2 и мощного светодиодного осветителя для изучения спектрально-люминесцентных свойств наноразмерных металлокомплексов порфиринов, перспективных для люминесцентной диагностики рака. Исследованы спектральные свойства нескольких образцов иттербиевых и платиновых комплексов порфиринов.

For citation

Shilov I.P., Kochmarev L.I., Danielyan G.L., Zubov B.V. Small-size device for express studies of spectral-luminescent properties of porphyrins metal complexes // Journal of Radio Electronics. – 2019. – No. 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.7.4

References

  1. A.V. Ivanov, V.D. Rumyantseva, K.S. Shchamkhalov, I.P. Shilov. Luminescence Diagnostics of Malignant Tumors in the IR Spectral Range Using Yb-Porphyrin Metallocomplexes // Laser Phys. 2010. Vol. 20, No. 12, pp. 2056-2065. DOI: 10.1134/s1054660x10220032
  2. А.Ф. Миронов. Современное состояние химии фотосенсибилизаторов на основе порфиринов и родственных соединений. В кн.: Успехи химии порфиринов. Т. 4. СПб.: НИИ Химии СПбГУ, 2004, c. 271-292.
  3. S. Comby, J.C.G. Bunzli. Lanthanide near-infrared luminescence in molecular probes and devices // Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Elsevier Science, Amsterdam, 2007. pp. 217-470. DOI: 10.1016/s0168-1273(07)37035-9
  4. V. Bulach, F. Sguerra, M.W. Hosseini. Porphyrin lanthanide complexes for NIR emission // Coordination Chemistry Review. 2012. Vol. 256, pp. 1468-1478. DOI: 10.1016/j.ccr.2012.02.027
  5. В.М. Маркушев, В.Д. Румянцева, И.П. Шилов, А.С. Горшкова. Диагностический измерительный стенд для исследования спектрально-люминесцентных свойств малотоксичных фотосенсибилизаторов на основе комплексов порфиринов с иттербием // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. N8. Режим доступа http://jre.cplire.ru/jre/aug18/19/text.pdf DOI: 10/30898/1684-1719.2018.8.19
  6. Ю.В. Бажанов, Г.Л. Даниелян, С.Н. Марков. Разработка малогабаритного модульного спектрометра // 7-я Международная конференция «Прикладная оптика». Санкт-Петербург, 14-18 ноября 2006.: Сборник тезисов докладов. 2006, Т. 3, с. 139-143.
  7. G.L. Danielyan. Multi-Channel Fiber Optic Bundles and Sensors for Biomedical Applications // Systems of Optical Security. Proc. SPIE, 2003. Vol. 5566, pp. 198-203. DOI: 10.1117/12.577574
  8. Ю.В. Бажанов, Л.К. Тимергазеева. Минимизация дефокусировки вогнутой дифракционной решетки в произвольно заданной схеме спектрального прибора // Оптический журнал. 1996. Т. 11, с. 42-46.
  9. Y. Alekseev, V. Rumyantseva, A. Gorshkova, A. Shchelkunova, I. Shilov, A. Ivanov. Luminescent diagnostics of skin defects in the NIR range // Biomedical Optics. 2017. Vol. 22, No. 9, p. 098001. DOI: 10.1117/1.JBO.22.9.098001
  10. Н.П. Ивановская, Г.М. Сухин, Н.С. Осин. Платина-копропорфирин - длительно люминесцирующий метчик для ранней диагностики поверхностных опухолей // Лазерная медицина. 2012. T. 16, № 4, c. 22-26.