Синтез та характеризація нанорозмірного люмінесцентного гідроксиапатиту, допованого тербієм
The aim of this work is to synthesize a new nanostructured biocompatible material with a high ability to X-ray-induced luminescence. Terbium-doped hydroxyapatite known for its biocompatibility and non-toxicity was synthesized in two ways: 1) by precipitation of Ca2+ and Tb3+ ions with (NH4)2HPO4 sol...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/766 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543966820827136 |
|---|---|
| author | Shchehlov, O. D. Kusyak, A. P. Oranska, O. I. Kravchuk, R. M. Petranovska, A. L. Shuba, Ya. M. Gorbyk, P. P. |
| author_facet | Shchehlov, O. D. Kusyak, A. P. Oranska, O. I. Kravchuk, R. M. Petranovska, A. L. Shuba, Ya. M. Gorbyk, P. P. |
| author_sort | Shchehlov, O. D. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-01-23T12:24:52Z |
| description | The aim of this work is to synthesize a new nanostructured biocompatible material with a high ability to X-ray-induced luminescence. Terbium-doped hydroxyapatite known for its biocompatibility and non-toxicity was synthesized in two ways: 1) by precipitation of Ca2+ and Tb3+ ions with (NH4)2HPO4 solution in the presence of various biocompatible modifiers (CTAB, PEG-2000, trisodium citrate dihydrate); 2) by cationic substitution of hydroxyapatite in the presence of the same modifiers at pH 4 and pH 6. The stoichiometric ratio (Ca+Tb)/P in the initial solutions was maintained at the level of biological hydroxyapatite.Based on the results of DLS, ELS, and X-ray-induced luminescence studies, it was found that the sample with the best key properties, such as ?-potential and X-ray-induced luminescence, was the sample of hydroxyapatite doped with 5% (mol), synthesized by co-precipitation procedure in presence of trisodium citrate dihydrate. Further studies by TEM, FTIR, FT-NIR, TG/DTG/DTA, XRD, low-temperature nitrogen adsorption-desorption, and ICP-AES confirm that the sample has a surface functionalized with citrate groups, which causes high colloidal stability and can provide high adsorption potential. The value of the (Ca+Tb)/P ratio is 2.21 (wt %), which is close to that of biological hydroxyapatite. The nanocomposite is characterized by high X-ray-induced luminescence and may be promising for adsorption immobilization of biologically active compounds.The results of the study indicate that the optimized conditions for the synthesis of nanophosphors have been found, which are potential candidates for biomedical applications, given their luminescent properties, low toxicity, and the possibility of further surface functionalization for adsorption saturation with molecules of medical interest. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:36Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-766 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2026-02-08T08:11:38Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7662026-01-23T12:24:52Z Nanosized luminescent hydroxyapatite doped with terbium: synthesis and characterization Синтез та характеризація нанорозмірного люмінесцентного гідроксиапатиту, допованого тербієм Shchehlov, O. D. Kusyak, A. P. Oranska, O. I. Kravchuk, R. M. Petranovska, A. L. Shuba, Ya. M. Gorbyk, P. P. nanoparticles nanocomposites luminescence lanthanides hydroxyapatite terbium наночастинки нанокомпозити люмінесценція лантаніди гідроксиапатит тербій The aim of this work is to synthesize a new nanostructured biocompatible material with a high ability to X-ray-induced luminescence. Terbium-doped hydroxyapatite known for its biocompatibility and non-toxicity was synthesized in two ways: 1) by precipitation of Ca2+ and Tb3+ ions with (NH4)2HPO4 solution in the presence of various biocompatible modifiers (CTAB, PEG-2000, trisodium citrate dihydrate); 2) by cationic substitution of hydroxyapatite in the presence of the same modifiers at pH 4 and pH 6. The stoichiometric ratio (Ca+Tb)/P in the initial solutions was maintained at the level of biological hydroxyapatite.Based on the results of DLS, ELS, and X-ray-induced luminescence studies, it was found that the sample with the best key properties, such as ?-potential and X-ray-induced luminescence, was the sample of hydroxyapatite doped with 5% (mol), synthesized by co-precipitation procedure in presence of trisodium citrate dihydrate. Further studies by TEM, FTIR, FT-NIR, TG/DTG/DTA, XRD, low-temperature nitrogen adsorption-desorption, and ICP-AES confirm that the sample has a surface functionalized with citrate groups, which causes high colloidal stability and can provide high adsorption potential. The value of the (Ca+Tb)/P ratio is 2.21 (wt %), which is close to that of biological hydroxyapatite. The nanocomposite is characterized by high X-ray-induced luminescence and may be promising for adsorption immobilization of biologically active compounds.The results of the study indicate that the optimized conditions for the synthesis of nanophosphors have been found, which are potential candidates for biomedical applications, given their luminescent properties, low toxicity, and the possibility of further surface functionalization for adsorption saturation with molecules of medical interest. Метою роботи є синтез нового наноструктурованого біосумісного матеріалу з високою здатністю до рентгеноіндукованої люмінесценції. Було синтезувано допований тербієм гідроксиапатит, відомий своєю біосумісністю та нетоксичністю, двома способами: 1) осадженням іонів Ca2+ та Tb3+ розчином (NH4)2HPO4 у присутності різних біосумісних модифікаторів (CTAB, PEG-2000, тринатрію цитрату дигідрат); 2) катіонним заміщенням гідроксиапатиту в присутності тих самих модифікаторів при рН 4 і рН 6. Стехіометричне співвідношення (Ca+Tb)/P у вихідних розчинах підтримували на рівні біологічного гідроксиапатиту).В результаті досліджень DLS, ELS та аналізу рентгеноіндукованої люмінесценції було встановлено, що найкращі ключові властивості, такі як ?-потенціал і рентгеноіндукована люмінесценція, має зразок допованого 5 % (мол.) гідроксиапатиту, синтезованого методом співосадження в присутності тринатрію цитрату дигідрату. В результаті подальших досліджень методами TEM, FTIR, FT-NIR, TG/DTG/DTA, XRD, низькотемпературної адсорбції-десорбції азоту та ICP-AES було встановлено, що зразок має модифіковану цитратними групами поверхню, що зумовлює його високу колоїдну стабільність та може надавати високий адсорбційний потенціал. Значення співвідношення (Ca+Tb)/P становить 2.21 (мас.), що є близьким до значення біологічного гідроксиапатиту. Нанокомпозит характеризується високою рентгеноіндукованою люмінесценцією і може бути перспективним для адсорбційної іммобілізації біологічно активних сполук.Результати дослідження свідчать про те, що знайдено оптимальні умови синтезу нанолюмінофорів, які є потенційними кандидатами для біомедичного застосування, враховуючи люмінесцентні властивості, низьку токсичність та можливість подальшої функціоналізації поверхні для адсорбційного насичення молекулами, що становлять медичний інтерес. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2025-03-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/766 10.15407/hftp16.01.115 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 16 No. 1 (2025): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 115-129 Химия, физика и технология поверхности; Том 16 № 1 (2025): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 115-129 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 16 № 1 (2025): Хімія, фізика та технологія поверхні; 115-129 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp16.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/766/784 Copyright (c) 2025 O. D. Shchehlov, A. P. Kusyak, O. I. Oranska, R. M. Kravchuk, A. L. Petranovska, Ya. M. Shuba, P. P. Gorbyk https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | наночастинки нанокомпозити люмінесценція лантаніди гідроксиапатит тербій Shchehlov, O. D. Kusyak, A. P. Oranska, O. I. Kravchuk, R. M. Petranovska, A. L. Shuba, Ya. M. Gorbyk, P. P. Синтез та характеризація нанорозмірного люмінесцентного гідроксиапатиту, допованого тербієм |
| title | Синтез та характеризація нанорозмірного люмінесцентного гідроксиапатиту, допованого тербієм |
| title_alt | Nanosized luminescent hydroxyapatite doped with terbium: synthesis and characterization |
| title_full | Синтез та характеризація нанорозмірного люмінесцентного гідроксиапатиту, допованого тербієм |
| title_fullStr | Синтез та характеризація нанорозмірного люмінесцентного гідроксиапатиту, допованого тербієм |
| title_full_unstemmed | Синтез та характеризація нанорозмірного люмінесцентного гідроксиапатиту, допованого тербієм |
| title_short | Синтез та характеризація нанорозмірного люмінесцентного гідроксиапатиту, допованого тербієм |
| title_sort | синтез та характеризація нанорозмірного люмінесцентного гідроксиапатиту, допованого тербієм |
| topic | наночастинки нанокомпозити люмінесценція лантаніди гідроксиапатит тербій |
| topic_facet | nanoparticles nanocomposites luminescence lanthanides hydroxyapatite terbium наночастинки нанокомпозити люмінесценція лантаніди гідроксиапатит тербій |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/766 |
| work_keys_str_mv | AT shchehlovod nanosizedluminescenthydroxyapatitedopedwithterbiumsynthesisandcharacterization AT kusyakap nanosizedluminescenthydroxyapatitedopedwithterbiumsynthesisandcharacterization AT oranskaoi nanosizedluminescenthydroxyapatitedopedwithterbiumsynthesisandcharacterization AT kravchukrm nanosizedluminescenthydroxyapatitedopedwithterbiumsynthesisandcharacterization AT petranovskaal nanosizedluminescenthydroxyapatitedopedwithterbiumsynthesisandcharacterization AT shubayam nanosizedluminescenthydroxyapatitedopedwithterbiumsynthesisandcharacterization AT gorbykpp nanosizedluminescenthydroxyapatitedopedwithterbiumsynthesisandcharacterization AT shchehlovod sinteztaharakterizacíânanorozmírnogolûmínescentnogogídroksiapatitudopovanogoterbíêm AT kusyakap sinteztaharakterizacíânanorozmírnogolûmínescentnogogídroksiapatitudopovanogoterbíêm AT oranskaoi sinteztaharakterizacíânanorozmírnogolûmínescentnogogídroksiapatitudopovanogoterbíêm AT kravchukrm sinteztaharakterizacíânanorozmírnogolûmínescentnogogídroksiapatitudopovanogoterbíêm AT petranovskaal sinteztaharakterizacíânanorozmírnogolûmínescentnogogídroksiapatitudopovanogoterbíêm AT shubayam sinteztaharakterizacíânanorozmírnogolûmínescentnogogídroksiapatitudopovanogoterbíêm AT gorbykpp sinteztaharakterizacíânanorozmírnogolûmínescentnogogídroksiapatitudopovanogoterbíêm |