Fotonindukált elektrontranszport spektroszkópiai vizsgálata adatkezelési és orvosi alkalmazásokhoz  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
60086
típus K
Vezető kutató Corradi Gábor
magyar cím Fotonindukált elektrontranszport spektroszkópiai vizsgálata adatkezelési és orvosi alkalmazásokhoz
Angol cím Spectroscopic studies of photon-induced electron transport for data handling and medical applications
magyar kulcsszavak Holográfia, röntgenfoszfor, fotodinamikus effektus, LiNbO3, bárium halidok, liposzóma, porfirin, ESR, optikai abszorpció, lumineszcencia
angol kulcsszavak Holography, X-ray phosphors, photodinamical effect, LiNbO3, barium halides, liposome, porphyrin, EPR, optical absorption, luminescence
megadott besorolás
Szilárdtestfizika (Élettelen Természettudományok Kollégiuma)80 %
Biológiai fizika (Élettelen Természettudományok Kollégiuma)20 %
zsűri Fizika
Kutatóhely Kristályfizikai Osztály (MTA Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet)
résztvevők Csík Gabriella
Kovács László
Lassányi Péterné
Lengyel Krisztián
Voszka István
projekt kezdete 2006-02-01
projekt vége 2011-01-31
aktuális összeg (MFt) 8.800
FTE (kutatóév egyenérték) 6.27
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
Fotonok hatására a nanométer skálán bekövetkező elektronátviteli folyamatokat kívánunk vizsgálni néhány anyagcsoport esetében. Az alapmetodikák minden esetben mágneses rezonancia és optikai abszorpciós/
emissziós spektroszkópia.

Az első anyagcsalád a laboratóriumunkban előállított LiNbO3 és hasonló fotorefraktív oxidkristályok. A cél új sekély elektroncsapdák előállítása és fotonokkal való kölcsönhatásaik jellemzése, különös tekintettel a hologramok beírásánál, rögzítésénél és kiolvasásánál az ilyen rendszerekben várható folyamatokra.

A röntgenfoszforok közül perspektívikusak a halogéncirkonát üvegek, melyekben a báriumhalid nanokristályos zárványok jobb megismerése szükséges a tárolt röntgenképek felbontásának növelése céljából. Másrészt a Li2B4O7:Cu detektoranyag egykristályos és üvegváltozatait fogjuk előállítani a Cu környezetének jellemzésére és a funkció optimalizálására.

Még fontosabbak a porfirinek fényindukált töltésváltozásai. Előkísérleteink szerint a sejtmembránt modellező liposzómák a specifikusan beépülő porfirinek révén maguk is elektronszerkezet változáson mennek keresztül, mely funkciójukat befolyásolja. E folyamatok spinjelzéses technikával nyomon követhetőek, és a gyógyszer + lokális fényhatás elvén működő un. fotodinamikus terápia kiindulási pontjának tekinthetők.

A kutatásokhoz hazai preparatív bázis és nemzetközi együttműködő partnerek is rendelkezésre állnak.
angol összefoglaló
Photon-induced electron transport on the nanometer scale will be investigated for selected groups of materials. In all cases the planned basic investigation methods are EPR, optical absorption and luminescence spectroscopy.

The first group of materials are LiNbO3 and similar photorefractive oxide crystals. The aim is to prepare new shallow electron traps by doping and composition control and to characterise their interactions with photons, in particular for predicting phenomena during hologram recording, fixing and readout.

Among X-ray phosphors and detectors halogen-zirconate glasses have prospective applications requiring a deeper understanding of their nanocrystalline barium halide inclusions for improved resolution of the stored X-ray images. Li2B4O7:Cu is a detector material where single crystal and glassy phases will be investigated for characterising the Cu incorporation and optimising the material’s detector capabilities.

Photoinduced charge changes of porphyrins are even more important. Liposomes which are model systems for cell membranes also undergo similar changes of electron structure due to specifically incorporated porphyrins influencing their functioning as proven by our pilot experiments. These processes can be traced by spin labelling techniques and are a starting point for ‘photodynamic therapy’ based on the drug + local illumination principle.

The planned research is based on domestic preparative bases and international partners for cooperation.





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
Fotorefraktív oxidkristályok: LiNbO3-ban és K3Li2Nb5O15-ban holografikus és nemlineáris optikai alkalmazások szempontjából fontos kristályminősítési módszereket fejlesztettünk ki az összetétel, a Li rácshelyet elfoglaló Nb és egyes lényeges adalékok jellemzésére. A LiNbO3-ban besugárzással keltett elektron- és lyukpolaronok optikai abszorpciós járulékait tranziensek mérésével elkülönítettük, lehetővé téve a kvantitatív tervezést periodikusan polarizált integrált optikai eszközökben is. Adalékolt Tb3Ga5O12 gránátban megmutattuk, hogy a fotorefraktív viselkedés Tb4+ - Tb3+ töltésváltással kapcsolatos. Szcintillátorok: Kimutattuk, hogy a BaBr2:Ce3+ kiváló fényhozama révén versenytársa lehet a jelenleg forgalmazott BaFBr:Eu2+ röntgenkép-tároló foszfornak, sőt üvegkerámiás fáziselegybe beépítve vele várhatóan jobb felbontás érhető el. Jellemeztük a lítium tetraborát (Li2B4O7) neutron-detektor és szövet-ekvivalens termolumineszcens doziméter-anyag Cu és Ag aktivátorainak beépülését, optikai átmeneteit és töltésállapotait, valamint scheelite-típusú molibdátokban és wolframátokban az OH- ion infravörös rezgéseit. Porfirin+membrán rendszerek: Fotodinamikus terápiában használható fényérzékeny pofirin-származékokat vittünk be a kóros sejt falát modellező foszfolipid-membránokba, és jellemeztük beépülésüket valamint a fény roncsoló hatását optimalizáló tényezőket spin-jelző technikát alkalmazva.
kutatási eredmények (angolul)
Photorefractíve oxide crystals: In LiNbO3 and K3Li2Nb5O15 characterization methods for holographic and nonlinear optical applications have been developed to monitor composition, Nb’s on Li site, and some important dopants. Measuring transients of the optical absorption in LiNbO3 the contributions of radiation induced electron and hole-polarons could be separated offering a quantitative starting point for planning even periodically poled integrated optical devices. In doped Tb3Ga5O12 garnet the photorefractive behaviour has been shown to be due to Tb4+ - Tb3+ charge-transfers. Scintillators: Due to its excellent light yield BaBr2:Ce3+ has been shown to be a promising replacement for presently commercialized BaFBr:Eu2+ X-ray storage phosphors as it may provide better resolution if produced as inclusions of a glass ceramic. The incorporation, charge states and optical transitions of Cu and Ag activators in the neutron-detector and tissue-equivalent thermoluminescent dosimeter material lithium tetraborate (Li2B4O7) and infrared vibrations of OH- ions in scheelite-type molibdates and tungstates have been characterized. Porphyrin+membrane systems: Photosensitive porphyrin derivatives applicable in photodynamic therapy have been introduced into phospholipid membranes used as models of walls of pathological cells. Incorporation and factors optimizing the destructive effect of light were characterized using spin labelling techniques.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=60086
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Dravecz G; Péter Á; Polgár K; Kovács L: Alkali metal oxide solvents in the growth of stoichiometric LiNbO3 single crystal, J Cryst Growth 286: 334-337, 2006
Dravecz G; Kovács L; Péter Á; Polgár K; Bourson P: Raman and infrared spectroscopic characterization of LiNbO3 crystals grown from alkali metal oxide solvents, phys stat sol (c) 4: 1313-1316, 2007
Lengyel K; Kovács L; Péter Á; Polgár K; Corradi G: The effect of stoichiometry and Mg doping on the Raman spectra of LiNbO3:Mg crystals, Applied Physics B 87: 317-322, 2007
Dravecz G; Kovács L: Determination of the crystal composition from the OH- vibrational spectrum in lithium niobate, Applied Physics B 88: 305-307, 2007
Mandula G; Ellabban MA; Fally M: A method to determine H+ concentration in dehydrated iron doped lithium niobate using photorefractive beam fanning effect, Ferroelectrics 352: 118-124 or 366-372, 2007
Lengyel K; Kovács L; Péter Á; Polgár K; Corradi G; Baraldi A; Capelletti R: Thermal kinetics of OH- ions in LiNbO3:Mg crystals above the photorefractive threshold, Appl Phys Lett 96, 191907/1-3, 2010
Lengyel K; Timon V; Hernandez-Laguna A; Szalay V; Kovács L: Structure of OH- defects in LiNbO3, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 15 012015/1-5, 2010
Dravecz G; Szaller Zs; Kovács L: Sztöchiometrikus LiNbO3:Yb kristályok optikai spektroszkópiai tulajdonságai, Kvantumelektronika 2008, 6th National Symposium on Quantum Electronics, P-23, 2008
Lengyel K; Szaller Zs; Péter Á; Polgár K; Kovács L: Microscopic and Raman spectroscopic investigation of the domain structures in LiNbO3:Y:Mg crystals, Ferroelectrics 368: 3-11 or 241-249, 2008
Conradi D; Merschjann C; Schoke B; Imlau M; Corradi G; Polgár K;: Influence of Mg doping on the behaviour of polaronic light-induced absorption in LiNbO3, phys stat sol (RRL) 2: 284-286, 2008
Merschjann C; Schoke B; Conradi D; Imlau M; Corradi G; Polgár K: Absorption cross sections and number densities of electron and hole polarons in congruently melting LiNbO3, J Phys: Condens Matter 21: 015906/1-6, 2009
Schoke B; Imlau M; Brüning H; Merschjann C; Corradi G; Polgár K; Naumova II: Transient light-induced absorption in periodically poled lithium niobate: Small polaron hopping in the presence of a spatially modulated defect concentration, Phys Rev B 81: 132301/1-4, 2010
Péter Á; Hajdara I; Lengyel K; Dravecz G; Kovács L; Tóth M: Characterization of Potassium Lithium Niobate (KLN) Ceramic System, Journal of Alloys and Compounds 463: 398-402, 2008
Hajdara I; Lengyel K; Dravecz G; Kovács L; Péter Á; Polgár K: Spectroscopic methods for the determination of the composition of potassium lithium niobate crystals, phys stat sol (c) 4: 1321-1324, 2007
Hajdara I; Lengyel K; Kovács L; Péter Á; Dravecz G; Szaller Zs: Compositional dependence and structure of hydroxyl ion defects in ferroelectric potassium lithium niobate, Ferroelectrics 369: 98-107, 2008
Hajdara I; Lengyel K; Péter Á; Dravecz G; Szaller Zs; Kovács L: Alkáli fémekkel adalékolt kálium-lítium-niobát kristályok spektroszkópiai tulajdonságai, Kvantumelektronika 2008, 6th National Symposium on Quantum Electronics, P-25, 2008
Dachraoui H; Rupp RA; Lengyel K; Ellabban MA; Fally M; Corradi G; Kovács L; Ackermann L: Photochromism of doped terbium gallium garnet, Phys Rev B 74: 144104/1-11, 2006
Selling J; Corradi G; Secu M; Schweizer S: Rare earth doped barium halide x-ray storage phosphors and scintillators, pp. 415-418 in Proc. 8th Int. Conf. on Inorganic Scintillators and their Use in Scientific and Industrial Applications, Alushta, Sept 19-23. Nat Ac. Sci. Ukraine, Kharkov, 2006
Corradi G; Nagirnyi V; Kotlov A; Watterich A; Kirm M; Polgár K; Hofstaetter A; Meyer M: Investigation of Cu doped Li2B4O7 single crystals by EPR and time-resolved optical spectroscopy, J Phys: Condens Matter 20, 025216/1-9, 2008
Corradi G; Nagirnyi V; Watterich A; Kotlov A; Polgár K: Different incorporation of Cu+ and Cu2+ in lithium tetraborate single crystals, J Phys: Conf Ser, 249, 012008/1-6, 2010
Romet I, Corradi G. Feldbach E, Kotlov A, Nagirnyi V, Polgár K: Impurity-related and recombination luminescence in lithium tetraborate doped with Cu and/or Ag, 11th Europhysical Conference on Defects in Insulating Materials, Pécs, júl. 12-16, abstr. 9.1, 2010
Kovács L; Péter Á; Ivleva LI; Baraldi A; Capelletti R: Hydroxil ions in scheelite type molybdates and tungstates, phys stat sol (c) 4: 856-859, 2007
Voszka I; Budai M; Szabó Zs; Maillard P; Csík G; Gróf P: Interaction of photosenzitizers with liposomes containing unsaturated lipid, Chemistry and Physics of Lipids 145: 63-71, 2007
Voszka I; Corradi G; Maillard P; Steinhoff H-J; Csík G: Interaction of cationic porphyrins with neutral and negatively charged liposomes, European Biophysics Journal 38 Suppl.1, Abstract P620, S196, 2009
Corradi G, Voszka I, Csík G, Steinhoff H-J: Photodynamic effect in liposome-porphyrin systems investigated by EPR, 11th Europhysical Conference on Defects in Insulating Materials, Pécs, júl. 12-16, abstr. B17, 2010




vissza »