ORAZ DFT

I. Lutsyk^a, P. Dąbrowski^a, M. Rogala^a, P. Krukowski^a, P. J. Kowalczyk^a, W. Kozłowski^a, K. Szałowski^a, M. Gmitra^b, E. Łacińska^c, N. Olszowska^d,

A. Wysmołek^c, J. J. Kołodziej^d, Z. Klusek^a

a

Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Łódzki, ul. Pomorska 149/153,

90-236 Łódź, Polska

b Instytut Fizyki Teoretycznej, Uniwersytet w Regensburgu, 93040 Regensburg, Niemcy c Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski, ul. Pasteura 5, 02-093 Warszawa, Polska d Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Jagielloński, ul. Łojasiewicza 11,

30-348 Kraków, Polska

clavikfire@gmail.com

Grafen jest materiałem posiadającym dużą mobilność nośników ładunku z równoczesnym brakiem przerwy energetycznej i bardzo małym sprzężeniem spin-orbita (SOC) co znacznie ogranicza jego zastosowania w spintronice. Aby wprowadzić w grafenie możliwość generacji spinowo rozróżnialnych nośników ładunku łączymy go w układy hybrydowe z dichalkogenkami metali przejściowych (TMDC) posiadającymi SOC. Do chwili obecnej badane były głównie hybrydy grafen/TMDCs gdzie TMDC posiadał przerwę energetyczną. W naszych badanych zajmujemy się hybrydami w skład których wchodzi TaS2

charakteryzują się sukcesywnymi przejściami fazowymi pierwszego rodzaju związanymi z falami gęstości ładunku (CDW), wyraźnym przejściem izolator-metal oraz relatywnie wysoką wartością SOC. W prezentacji pokażemy uzyskane wyniki STM/STS i ich korelacje z danymi ARPES/LEED/XPS/Raman dla wybranych układów. Dane eksperymentalne będą omawiane w ramach obliczeń DFT wykonanych przy użyciu pakietu QUANTUM ESPRESSO. Przykładowe wyniki zaprezentowano na Rys. 1.

Rys. 1. Topografia STM powierzchni TaS₂ w temperaturze 300 K w raz przestrzennymi rozkładami funkcji LDOS oraz krzywymi dyspersji uzyskanymi metodą DFT.

Przedstawione badania były finansowane przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektu 2015/19/B/ST3/03 142.

SEKCJA BNB

BIOTECHNOLOGIA, NANOMEDYCYNA

I BEZPIECZEŃSTWO W DZIEDZINIE

NANOMATERIAŁÓW

BIOTECHNOLOGIA, NANOMEDYCYNA I BEZPIECZEŃSTWO W DZIEDZINIE NANOMATERIAŁÓW BNB-P1

BIOIMAGING PROPERTIES OF CdCoS QUANTUM DOTS CONJUGATED WITH HUMAN SERUM ALBUMIN

R. Wojnarowska-Nowak^a, J. Polit^a, A. Zięba^a, I. D. Stolyarchuk^b,c, S. Nowak^d, M. Romerowicz-Misielak^d and E. M. Sheregii

a

Centre for Microelectronics and Nanotechnology, University of Rzeszow, 1 Pigonia Street, 35-959 Rzeszow, Poland

b

Department of Physics of Semiconductors and Nanostructures, Chernivtsi National University, 2 Kotsiubynsky Street, 58012 Chernivtsi, Ukraine

c

Department of Theoretical and Applied Physics and Computer Simulations, Ivan Franko Drohobych Pedagogical University, 24 I. Franko str., 82100 Drohobych, Ukraine

d

Department of Animal Physiology and Reproduction, Institute of Biotechnology, University of Rzeszow, Werynia 502, 36-100 Kolbuszowa, Poland

In the past few decades the research on semiconductor quantum dots (QDs) has intensively studies1. The II-VI based QDs are particularly interesting from the biomedical applications point of view, due to the size dependent optical properties, broad absorption spectra, narrow photoluminescence (PL) spectra, long luminescence lifetime or high sensitivity which enable to use them as effective imaging markers. Moreover, semiconductor QDs are able to fluorescence resonance energy transfer process (FRET) and because of this effect they can be also commonly used as biological molecular probes. In addition, II-VI semiconductor compounds have another functionality as a basic matrix for diluted magnetic semiconductors (DMSs), where a fraction of semiconductor cations are replaced by transmission metals (3d or 4f elements). Among DMSs Co-doped II-VI semiconductor based nanoparticles are the most promising because of their chemical stability and strong fluorescence in visible region. In the presented work, the results of the CdCoS QDs interaction with human serum albumin and human cell culture are reported.

The CdCoS QDs were synthesized by using a procedure similar to the one described by Savchuk et al.². The size and morphology of QDs were determined by using TEM, SEM and AFM techniques. For CdCoS QD-HSA bionanocomplex preparation, a HSA solution was added to the colloidal QDs and incubated for 15 min. at room temperature. Optical absorption (OA), photoluminescence (PL) and FTIR spectra are used for the characterization of bionanocomplex. The human osteosarcoma 143b cell line was used for the bioimaging properties of CdCoS QDs and CdCoS QD-HSA bionanocomplexes examination.

The TEM, SEM and AFM images of the colloidal CdCoS QDs suggest that the shape of the nanoparticles is close to spherical and the average diameter is found to be approximately from 4 to 6 nm.

For the evaluation of optical properties of pure QDs, pure HSA and QDs + HSA complex OA, PL, FTIR spectra are recorded and analyzed. An addition of HSA to the colloidal QDs leads to a gradual decrease of optical density and broadening of exciton structure was observed. However, energy position of the exciton bands is not shifted. The Stern-Volmer plots for the CdCoS QDs under interaction with HSA are analyzed. Obtained results suggest existence of static mechanism of fluorescence quenching in the interaction between HSA and QDs. The quenching constants Kq of QDs with average radius 5. 1 nm for HSA to be approximately 7,37× 10¹² l mol^-1с-1

for the Cd0. 95Co0. 05S and 9,84 10¹¹ for theCd0. 9Co0. 1S was calculated.

Fig. 1 Stern -Volmer plots for the CdCoS QDs with different concentration of Co element: 1-Cd_{0. 9}Co_{0. 1}S and 2-Cd_{0. 95}Co_{0. 05}S, under interaction with HSA.

The results of oscillation spectra can give important information about the processes occurring during bionanocomplex formation and indicate a slight reduction of α-helical folding protein type. That means HSA conformation is not much changed after interaction with QDs, and the protein structure is similar to natural one. The human osteosarcoma cell line was selected to determine the interaction of the CdCoS QD-HSA bionanocomplex with cancer cells. The strongest PL signal suggest that it is localized around the nuclear region of cancer cells.

1

K. D. Wegner, N. Hildebrandt, Quantum dots: bright and versatile in vitro and in vivo fluorescence imaging biosensors, Chem. Soc. Rev., 44, 4792 (2015).

2 A. I. Savchuk, I. D. Stolyarchuk, T. A. Savchuk, M. M. Smolinsky, O. A. Shporta, L. M. Shynkura, Monitoring of incorporation of

magnetic ions into II–VI semiconductor nanocrystals by optical and magneto-optical spectroscopy, Thin Solid Films, 541, 79

BNB-P2 BIOTECHNOLOGIA, NANOMEDYCYNA I BEZPIECZEŃSTWO W DZIEDZINIE NANOMATERIAŁÓW

OCENA WPŁYWU NANOCZĄSTEK SREBRA MODYFIKOWANYCH TANINAMI