Terbiumla aşqarlanmış, flüorla əvəzlənmiş hidroksiapatit (HAp-F-Tb), bioloji mənşəli hidroksiapatit matrisində hidroksil qruplarının bir hissəsinin flüorla əvəzləndiyi və quruluşa üçvalentli terbium ionlarının, Tb³⁺, daxil edildiyi kalsium-fosfat əsaslı materialdır. Tədqiqatda iribuynuzlu heyvan sümüyündən sürətli piroliz yolu ilə biohidroksiapatit hazırlanmış, material əvvəlcə flüor tərkibli məhlulla işlənmiş və sonra Tb(NO₃)₃·5H₂O istifadə edilərək terbiumla aşqarlanmışdır. Nümunələrin kristal quruluşu rentgen şüalarının difraksiyası (XRD), kimyəvi rabitə/titrəyiş xüsusiyyətləri FTIR, morfologiya və element paylanması SEM–EDS, optik xüsusiyyətləri isə fotolüminessensiya spektroskopiyası ilə araşdırılmışdır.
XRD nəticələrində HAp, HAp-F və HAp-F-Tb nümunələri üçün heksaqonal quruluş bildirilmişdir. Flüor əlavə edildikdən sonra müstəvilərarası məsafənin orta hesabla %0,59 artdığı, HAp-F üzərinə Tb aşqarlanmasından sonra isə orta hesabla təxminən %2 azaldığı qeyd olunur; bəzi difraksiya piklərində təxminən %0,6-a qədər artımlar da müşahidə edilmişdir. Mənbə HAp-F üçün %89,1, HAp-F-Tb üçün %87,9 kristallıq dərəcəsi bildirir. XRD naxışında əlavə kristal faza bildirilməmiş və müəlliflər bunu flüor və terbiumun ikinci dərəcəli birləşmə yaratmadan hidroksiapatit quruluşuna daxil olması ilə uyğun hesab etmişlər.
SEM müşahidələrində HAp-F-Tb nümunəsi tozabənzər morfologiya göstərmiş; orta dənəcik ölçüsü 1–2 µm, aqlomerat ölçüsü isə 200 µm-ə qədər bildirilmişdir. Lokal SEM–EDS ölçməsində flüor üçün təxminən %2,95 və terbium üçün təxminən %4,17 kütlə payı əldə edilmişdir. Müəlliflər EDS-nin lokal analiz olduğunu və başqa sahələrdə fərqli nəticələrin alına biləcəyini xüsusi vurğulayırlar.
Fotolüminessensiya ölçmələri HAp-F-Tb sisteminin əsas aktiv lüminessensiya mərkəzinin Tb³⁺ ionu olduğunu göstərir. 220 və 250 nm ilə həyəcanlandırma altında təxminən 490, 545, 585 və 620 nm-də emissiya zolaqları qeydə alınmış; ən nəzərəçarpan 545 nm zolağı \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\) keçidinə aid edilmişdir. 585 və 620 nm zolaqları müvafiq olaraq \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_4\) və \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_3\) keçidləri ilə əlaqələndirilmişdir. Ən yüksək həyəcanlandırma səmərəliliyi 220–260 nm sahəsində və 355–377 nm arasında müşahidə edilmişdir. Müəlliflər bu davranışın Tb³⁺ ionlarının birbaşa həyəcanlandırılması və/və ya apatit matrisi və qüsur səviyyələrindən Tb³⁺ ionlarına enerji ötürülməsi ilə əlaqəli ola biləcəyini müzakirə edirlər.
Bu nəticələr HAp-F-Tb-nin fotonik və optoelektronik tədqiqatlar baxımından araşdırılmağa dəyər lüminessent material olduğunu göstərir; lakin tədqiqat klinik tətbiq, implant performansı, hüceyrə toksikliyi, in vivo davranış və ya uzunmüddətli biouyğunluq sınağı aparmamışdır. Buna görə giriş bölməsindəki biotibbi motivasiya bu təcrübənin birbaşa sübut etdiyi biotibbi effektivlik kimi şərh edilməməlidir.
HAp-F-Tb Nədir və Tədqiqatda Necə Hazırlandı?
HAp-F-Tb, iribuynuzlu heyvan sümüyündən alınan biohidroksiapatitin əvvəlcə flüorla əvəzlənməsi və sonra Tb³⁺ ionları ilə aşqarlanması nəticəsində hazırlanmış eksperimental apatit materialıdır. Tədqiqatın əsas məqsədi yalnız yeni toz hazırlamaq deyil; flüor və Tb³⁺ əlavələrinin kristal quruluşda, titrəyiş xüsusiyyətlərində, morfologiyada, element paylanmasında və xüsusilə fotolüminessensiya davranışında necə birlikdə göründüyünü xarakterizasiya üsulları ilə müəyyən etməkdir.
Hidroksiapatit, flüor əvəzlənməsi və terbium aşqarlanması nə deməkdir?
Mənbədə əsas götürülən hidroksiapatit matrisi \(\mathrm{Ca_5(PO_4)_3(OH)}\) formasında göstərilir. Quruluş kalsium, fosfat və hidroksil komponentlərindən ibarət apatit kristal qəfəsidir. Tədqiqatda işlədilən “flüorla əvəzlənmə” ifadəsi hidroksillə əlaqəli qəfəs mövqelərinin flüor ionlarının iştirakı ilə dəyişdirilməsini ifadə edir. FTIR nəticələrində OH⁻ ilə əlaqəli zolağın azalması da müəlliflər tərəfindən bu əvəzlənmə prosesi ilə əlaqələndirilir.
Terbium Tb simvolu ilə göstərilən nadir torpaq elementidir. Tədqiqatda optik baxımdan aktiv növ üçvalentli \(\mathrm{Tb^{3+}}\) ionudur. Tb³⁺ ionunun müəyyən elektron enerji səviyyələri arasında keçid etməsi görünən sahədə xarakterik emissiya zolaqlarının yaranmasını təmin edir. Tədqiqatın optik bölməsinin mərkəzində bu enerji səviyyəsi keçidlərinin hansı həyəcanlandırma dalğa uzunluqlarında və hansı emissiya dalğa uzunluqlarında müşahidə edildiyinin müəyyənləşdirilməsi dayanır.
Biohidroksiapatitin hazırlanması
Başlanğıc materialı iribuynuzlu heyvan sümüyüdür. Mənbənin bildirdiyi hazırlama ardıcıllığı belədir:
- Sümüklər qaynar suda 4–6 saat yağdan təmizlənmişdir.
- Sümüklər 3–8 mm qalınlığında hissələrə bölünmüşdür.
- Hissələr sobada təxminən 200 °C-də qurudulmuşdur.
- Hazırlanmış sümük hissələrindən 300 g miqdar əvvəlcədən qızdırılmış mufel sobasında \(750\pm10\ ^\circ\mathrm{C}\)-də 30 dəqiqə sürətli pirolizə məruz qoyulmuşdur.
- Üzvi komponentlərin termik parçalanması və piroliz qazının uzaqlaşmasından sonra alınan məhsul bir neçə saat həvəngdə üyüdülmüşdür.
Mənbə həmçinin əvvəlki müşahidəyə əsaslanaraq 600 °C və daha aşağı piroliz temperaturlarında alınmış nümunələrdə çəki üzrə təxminən %4 bioüzvi qalıq ola biləcəyini bildirir. Bu rəqəm hazırkı HAp-F-Tb nümunəsinin 750 °C-dəki qalıq miqdarı kimi şərh edilməməlidir; tədqiqat bunu daha aşağı temperaturlar üçün əvvəlki müşahidə kimi verir.
Flüor əvəzlənməsi
Flüor əlavəetmə mərhələsində 10 g saf hidroksiapatit istifadə edilmişdir. 1 g NaF, 100 mL deionlaşdırılmış suda həll edilmiş və alınmış məhlul hidroksiapatit tozu ilə suspenziya əmələ gətirəcək şəkildə qarışdırılmışdır. Suspenziya bir neçə saat qarışdırılmış, maye faza sentrifuqalama ilə ayrılmış, çöküntü bir neçə dəfə distillə edilmiş su ilə yuyulmuş və 80–110 °C arasında qurudulmuşdur.
Terbiumla aşqarlama
Tb³⁺ mənbəyi kimi \(\mathrm{Tb(NO_3)_3\cdot5H_2O}\) istifadə edilmişdir. Duz distillə edilmiş suda həll olunmuş və flüorlaşdırılmış hidroksiapatitlə qarışdırılmışdır. Mənbə həllolmanın qarşısını almaq üçün pH-ın 8–9 aralığında saxlandığını bildirir. Yuma və qurutmadan sonra material 550 °C-də mufel sobasında “bir neçə saat” tavlanmışdır.
Mühüm təkrarolunma məhdudiyyəti: Məqalə metod bölməsində istifadə edilən Tb(NO₃)₃·5H₂O kütləsini, molyarlığını və ya hədəf Tb aşqarlama faizini göstərmir. Tavlama müddəti də dəqiq saatla deyil, “bir neçə saat” şəklində bildirilmişdir. Bu məlumatlar Verianla tərəfindən təxmin edilməmişdir.
Fotolüminessensiya nümunəsinin hazırlanması
Lüminessensiya ölçmələri üçün tozlar mis tutuculara təxminən 0,5 mm qalınlıqda və təxminən 10 mm diametrdə preslənmişdir. Əl presi istifadə edilmiş və təxminən 0,1–0,2 MPa təzyiq tətbiq edilmişdir.
İstifadə olunan xarakterizasiya cihazları
| Metod | Cihaz | Ölçmə aralığı / şərt | Əsas məqsəd |
|---|---|---|---|
| Fotolüminessensiya | Solar CM 2203 spektroflüorimetr | 200–700 nm | Emissiya və həyəcanlandırma xüsusiyyətləri |
| FTIR | Jasco IR-4700, ATR modulu | 400–4000 cm⁻¹ | Fosfat, OH və digər titrəyiş zolaqlarının araşdırılması |
| XRD | Bruker D6 Phaser | \(2\theta=20^\circ\)–\(80^\circ\) | Faza və kristal quruluş analizi |
| SEM–EDS | Hitachi TM4000plusII + Bruker EDS | Mənbədə vahid ümumi skan aralığı verilməmişdir | Morfologiya və lokal element tərkibi |
Bragg Qanunu Bu Tədqiqatda Nəyi Hesablayır?
Bragg qanunu XRD-də müəyyən difraksiya pikinin bucağını məlum rentgen şüası dalğa uzunluğu ilə əlaqələndirərək kristalda müvafiq müstəvi ailəsi arasındakı \(d\) məsafəsini hesablayır. Tədqiqatda \(\lambda=1.5406\) Å istifadə edilmiş və ölçülmüş \(2\theta\) bucağının yarısı olan \(\theta\) vasitəsilə HAp, HAp-F və HAp-F-Tb nümunələrində müstəvilərarası məsafə dəyişiklikləri müqayisə edilmişdir.
Mənbədə istifadə olunan tənlik:
\[ d=\frac{\lambda}{2\sin\theta} \tag{1} \]
Burada:
- \(d\): kristal müstəviləri arasındakı məsafədir və mənbədə Ångström, Å, ilə ifadə olunur.
- \(\lambda\): istifadə olunan rentgen şüasının dalğa uzunluğudur; tədqiqatda \(\lambda=1.5406\) Å-dur.
- \(\theta\): Bragg bucağıdır.
- XRD qrafikində üfüqi ox \(2\theta\) olduğuna görə mənbə \(\theta=(2\theta)/2\) istifadə edir.
Riyazi olaraq \(\lambda\) sabit olduqda \(\theta\)-nın artması \(\sin\theta\)-nı böyüdür və hesablanan \(d\) məsafəsini azaldır. Buna görə difraksiya pikinin bucağındakı dəyişiklik kristal qəfəsdə müvafiq müstəvi aralığının dəyişməsi barədə məlumat verir. Lakin müxtəlif kristal müstəviləri eyni istiqamətdə dəyişməyə məcbur deyil; mənbədə də Tb aşqarlanmasından sonra bəzi piklərdə \(d\) azalarkən, bəzilərində artım bildirilmişdir.
XRD ilə müəyyən edilən quruluş
Mənbə hər üç nümunənin difraksiya piklərinin mövqelərinə görə heksaqonal quruluşu və \(P6_3/m\) fəza qrupunu saxladığını bildirir. Flüor əlavə edildikdən sonra \(d\) qiymətlərinin orta hesabla %0,59 artdığı, Tb³⁺ aşqarlanmasından sonra isə HAp-F ilə müqayisədə orta hesabla təxminən %2 azaldığı yazılmışdır. Bəzi difraksiya piklərində təxminən %0,6 civarında artımın olması dəyişmənin bütün kristal istiqamətlərində vahid olmadığını göstərir.
| Pik № | Referans \(2\theta\) | Referans \(d\) (Å) | HAp \(\Delta d\) | HAp-F \(\Delta d\) | HAp-F-Tb \(\Delta d\) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 31.96° | 2.798 | −0.22% | 0.22% | −2.52% |
| 3 | 34.15° | 2.623 | −0.52% | 0.15% | 0.49% |
| 4 | 40.1° | 2.247 | 0.08% | 0.36% | −2.06% |
| 5 | 46.94° | 1.934 | −0.02% | 0.24% | −1.56% |
| 6 | 50.86° | 1.794 | 2.17% | 2.58% | 0.81% |
XRD referans kartında mənbədaxili uyğunsuzluq
Mənbə mətn pik mövqelərini izah edərkən “PDF card 15-0876” ifadəsini istifadə edir. Bunun əksinə, eyni səhifədəki XRD qrafikinin qırmızı referans çubuqlarının yanında “PDF 86-0740, Ca₅(PO₄)₃(OH)” etiketi görünür. Mənbə bu iki fərqli kart nömrəsinin niyə birlikdə verildiyini izah etmir. Verianla onlardan birini doğru elan edib digərini səssizcə dəyişdirməmişdir.
Kristallıq dərəcəsi və mənbə formulundakı problem
Mənbə HAp-F üçün kristallıq dərəcəsini %89,1, HAp-F-Tb üçün %87,9 olaraq bildirir. Buna görə Tb aşqarlı nümunənin bildirilən kristallıq qiyməti HAp-F nümunəsindən 1,2 faiz bəndi aşağıdır. Müəlliflər bu azalmanı Tb³⁺ ionlarının Ca²⁺ ionlarından fərqli ion radiusuna malik olması nəticəsində yarana bilən lokal qəfəs təhrifləri və artan qüsurluluqla əlaqələndirirlər.
Lakin mənbədə kristallıq üçün aşağıdakı ifadə çap olunmuşdur:
\[ X_c= \frac{S_{cr}+S_{am}}{S_{cr}} \times100\%. \]
Mənbə \(S_{cr}\) və \(S_{am}\) kəmiyyətlərinin necə hesablandığını ayrıca müəyyənləşdirmir. Daha vacibi, \(S_{cr}>0\) və \(S_{am}\geq0\) qəbul edilərsə, yuxarıda çap olunmuş ifadə riyazi olaraq %100 və ya daha böyük nəticə verir; bu isə mənbədə verilən %89,1 və %87,9 qiymətləri ilə birbaşa uyğun deyil. Buna görə Verianla formulu təxmin yolu ilə “düzəltmir”; çap olunmuş formul ilə bildirilmiş nəticələr arasında mənbədaxili uyğunsuzluq olduğunu açıq şəkildə qeyd edir.
FTIR analizi nə göstərdi?
FTIR materiala yönəldilən infraqırmızı işığın hansı dalğa ədədlərində udulduğunu və ya keçiriciliyin dəyişdiyini araşdıraraq rabitələrin titrəyiş xüsusiyyətləri barədə məlumat verir. Tədqiqatda saf HAp, HAp-F və HAp-F-Tb müqayisə edilmişdir.
HAp-F-Tb nümunəsində mənbə tərəfindən fosfat ionlarına aid edilən əsas zolaqlar:
- 1097 cm⁻¹,
- 1041 cm⁻¹,
- 960 cm⁻¹,
- 604 cm⁻¹,
- 574 cm⁻¹,
- 472 cm⁻¹.
Mənbə ilk qrupu \(\nu_3\mathrm{PO_4^{3-}}\), deformasiya zolaqlarını isə \(\nu_4\mathrm{PO_4^{3-}}\) titrəyişləri ilə əlaqələndirir. Saf hidroksiapatitlə müqayisədə 1037 və 601 cm⁻¹ ətrafındakı zolaqlarda kiçik sürüşmələr müşahidə edildiyi və bunun aşqarlanmadan sonra fosfat qruplarının lokal kimyəvi mühitinin dəyişməsi ilə əlaqəli ola biləcəyi qeyd edilir.
630 cm⁻¹ ətrafında OH⁻ mövcudluğu ilə əlaqələndirilən zolağın aşqarlı nümunədə zəifləməsi mənbə tərəfindən OH⁻ mövqelərinin F⁻ ilə əvəzlənməsini dəstəkləyən nəticə kimi şərh edilir.
Mənbə xəbərdarlığı: FTIR izahının sonunda karbonat qrupları üçün “2500 və 2500 cm⁻¹” şəklində eyni qiymət iki dəfə yazılmışdır. İkinci qiymətin nə olmalı olduğu mənbədən etibarlı şəkildə müəyyən edilə bilmədiyi üçün Verianla heç bir dalğa ədədi uydurmamışdır.
SEM morfologiyası
SEM görüntüləməsində HAp-F-Tb tozu dənəvər/tozabənzər morfologiya göstərir. Mənbə orta dənəcik ölçüsünü 1–2 µm kimi verir. Bununla yanaşı ayrı-ayrı dənəciklər birləşərək 200 µm-ə qədər çata bilən aqlomeratlar əmələ gətirir.
Burada “1–2 µm dənəcik ölçüsü” ilə “200 µm aqlomerat” eyni böyüklük deyil. Dənəcik daha kiçik struktur hissəciyi, aqlomerat isə çoxsaylı dənəciklərin birləşməsi ilə yaranan daha böyük toplanmanı ifadə edir.
SEM–EDS nəticəsi
EDS, SEM altında seçilmiş lokal sahədə elementlərin xarakterik rentgen siqnallarından istifadə edərək təxmini element tərkibini qiymətləndirir. Tədqiqatdakı təxmini kütlə payları:
| Element | Təxmini kütlə payı | Şərh məhdudiyyəti |
|---|---|---|
| Flüor (F) | %2,95 | Lokal EDS ölçməsidir |
| Terbium (Tb) | %4,17 | Lokal EDS ölçməsidir |
Mənbə ölçmənin lokal xarakterini xüsusi vurğulayır. Buna görə %2,95 və %4,17 qiymətləri bütün toz kütləsinin yüksək dəqiqlikli, homogen qlobal tərkibi kimi şərh edilməməlidir; başqa SEM–EDS sahələrində fərqli nisbətlər alına bilər.
Fotolüminessensiya Spektrindəki 545 nm Piki Nə Deməkdir?
545 nm ətrafındakı güclü emissiya zolağı tədqiqatda Tb³⁺ ionunun \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\) elektron keçidinə aid edilmişdir və HAp-F-Tb sistemində terbium mənşəli lüminessensiyanın ən nəzərəçarpan spektral əlamətlərindən biridir. Tədqiqatda 220–250 nm daxil olmaqla müxtəlif həyəcanlandırma şərtlərində eyni xarakterik emissiya quruluşunun görünməsi Tb³⁺ ionlarının aktiv lüminessensiya mərkəzləri olması şərhini dəstəkləyir.
Emissiya və həyəcanlandırma spektri arasındakı fərq
Emissiya spektri, nümunə müəyyən dalğa uzunluğunda həyəcanlandırılarkən hansı dalğa uzunluqlarında işıq yaydığını göstərir. Həyəcanlandırma spektri isə müəyyən emissiya dalğa uzunluğu izlənərkən hansı həyəcanlandırma dalğa uzunluqlarının həmin emissiyanı ən səmərəli şəkildə yaratdığını göstərir. Tədqiqat hər iki ölçmə növündən birlikdə istifadə edərək Tb³⁺ mərkəzlərinin hansı yollarla həyəcanlandırıldığını qiymətləndirir.
220 və 250 nm həyəcanlandırmasında emissiya zolaqları
| Təxmini emissiya dalğa uzunluğu | Mənbədə verilən aidetmə | Müşahidə olunan sahə |
|---|---|---|
| 490 nm | Tb³⁺ xarakterik emissiya quruluşunun bir hissəsi | Görünən sahə |
| 545 nm | \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\) | Yaşıl; əsas pik |
| 585 nm | \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_4\) | Sarıya doğru görünən sahə |
| 620 nm | \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_3\) | Narıncı-qırmızıya doğru görünən sahə |
\(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_J\) işarələnməsi necə oxunur?
Bu işarələnmə atom spektroskopiyasında enerji səviyyələrini təyin edən termin simvollarıdır. Ümumi quruluş \(^{2S+1}L_J\) şəklindədir. Yuxarıdakı ədəd spin çoxluğunu, hərf orbital bucaq momentumu ailəsini, aşağıdakı \(J\) isə ümumi bucaq momentumu kvant ədədini təmsil edir. Ox işarəsi Tb³⁺ ionunun daha yüksək enerji halından daha aşağı enerji halına keçməsini göstərir. Enerji fərqi foton şəklində yayıldıqda ölçülən emissiya zolağı yaranır.
Həyəcanlandırma dalğa uzunluğunun dəyişdirilməsi
400, 418, 485 və 533 nm həyəcanlandırmalarında ümumi spektral profil qorunmuş, lakin emissiya intensivliyi azalmışdır. Mənbə xüsusilə 533 nm həyəcanlandırmasında birbaşa Tb həyəcanlandırmasının daha aşağı səmərəlilikdə olduğunu bildirir.
318, 340, 355 və 377 nm həyəcanlandırmalarının müqayisəsində emissiya maksimumu 545 nm ətrafında qalsa da, intensivliyin həyəcanlandırma dalğa uzunluğundan güclü asılı olduğu görülmüşdür. Mənbəyə görə 355 və 377 nm həyəcanlandırmalarında yüksək intensivliyin alınması əsas matrisdən Tb³⁺ aşqar ionlarına rezonans enerji ötürülməsi ehtimalı ilə əlaqəli ola bilər.
UV həyəcanlandırma sahəsi və matris töhfəsi
385 və 420 nm emissiyaları izlənərək alınan həyəcanlandırma spektrlərində 220–250 nm UV sahəsində geniş zolaqlar və 270–320 nm arasında çiyinlər müşahidə edilmişdir. Müəlliflər bu xüsusiyyətləri fosfat matrisi və kation qüsurlarının töhfəsi ilə əlaqələndirirlər.
494, 504 və 548 nm emissiyaları üçün alınan həyəcanlandırma spektrlərində UV sahəsinə əlavə olaraq təxminən 330–420 nm aralığında görünən/UV-yaxını zolaqlar vardır. Mənbə bu zolaqları Tb³⁺ ionundakı \(^{5}G_6\), \(^{5}D_3\) və \(^{5}D_4\) səviyyələri arasındakı intrakonfiqurasiya keçidləri ilə izah edir.
Daha uzun emissiya dalğa uzunluqlarında, 594, 600 və 625 nm üçün, UV həyəcanlandırma zolaqları qorunsa da intensivlik azalır. Mənbə bunu müvafiq keçidlərin daha aşağı ehtimalı və daha aşağı kvant səmərəsi ilə əlaqələndirir. Bununla belə, məqalədə ayrıca mütləq fotolüminessensiya kvant səmərəsi ölçməsi bildirilmədiyi üçün bu ifadə birbaşa ölçülmüş mütləq kvant səmərəsi qiyməti kimi şərh edilməməlidir.
Tədqiqatın Metodu və Nəticələri
Müqayisə edilən nümunələr
| Qısaltma | Material | Müqayisədəki rolu |
|---|---|---|
| HAp | Bioloji xammaldan hazırlanmış saf hidroksiapatit | Başlanğıc/referans quruluşu |
| HAp-F | Flüorla əvəzlənmiş hidroksiapatit | Flüor əvəzlənməsinin struktur və FTIR təsirini ayırmağa kömək edən aralıq nümunə |
| HAp-F-Tb | Terbiumla aşqarlanmış, flüorla əvəzlənmiş hidroksiapatit | Tədqiqatın əsas lüminessensiya nümunəsi |
Metod axınının elmi məntiqi
- Sürətli piroliz: Sümük xammalındakı üzvi komponentlərin uzaqlaşdırılması və mineral əsaslı biohidroksiapatitin alınması məqsəd qoyulmuşdur.
- Flüor əvəzlənməsi: NaF məhlulundan istifadə edilərək hidroksiapatit quruluşuna flüor daxil edilmişdir.
- Tb³⁺ aşqarlanması: Terbium nitrat pentahidrat istifadə edilərək lüminessensiya mərkəzi yaradılması hədəflənmişdir.
- XRD: Aşqarlanmadan sonra kristal fazanın və difraksiya piklərinin necə dəyişdiyi araşdırılmışdır.
- FTIR: Fosfat və OH ilə əlaqəli titrəyiş zolaqlarının qorunması və ya sürüşməsi qiymətləndirilmişdir.
- SEM–EDS: Dənəcik/aqlomerat morfologiyası ilə F və Tb mövcudluğunun lokal element analizi aparılmışdır.
- Fotolüminessensiya: Tb³⁺ mərkəzinin xarakterik emissiyaları və hansı həyəcanlandırma sahələrində aktiv olduğu araşdırılmışdır.
Əsas struktur və morfoloji nəticələr
| Ölçmə | Mənbə nəticəsi | Şərh məhdudiyyəti |
|---|---|---|
| XRD kristal quruluşu | Heksaqonal, \(P6_3/m\) | Mənbədə XRD kart nömrəsi mətn və qrafik arasında uyğunsuzdur |
| Flüordan sonra orta \(d\) dəyişməsi | +%0,59 | Mənbənin bildirdiyi orta |
| Tb-dən sonra orta \(d\) dəyişməsi | Təxminən −%2 | Bəzi piklərdə artım vardır; dəyişmə homogen deyil |
| HAp-F kristallığı | %89,1 | Çap olunmuş kristallıq formulu ilə daxili uyğunsuzluq vardır |
| HAp-F-Tb kristallığı | %87,9 | Çap olunmuş kristallıq formulu ilə daxili uyğunsuzluq vardır |
| Orta dənəcik ölçüsü | 1–2 µm | SEM morfologiya qiymətləndirilməsi |
| Aqlomerat ölçüsü | 200 µm-ə qədər | Dənəcik ölçüsü ilə eyni anlayış deyil |
| EDS flüor payı | Təxminən %2,95 | Lokal ölçmə; müxtəlif sahələrdə dəyişə bilər |
| EDS terbium payı | Təxminən %4,17 | Lokal ölçmə; müxtəlif sahələrdə dəyişə bilər |
Əsas optik nəticələr
- Tb³⁺ tədqiqatın əsas aktiv lüminessensiya mərkəzi kimi müəyyən edilmişdir.
- 220 və 250 nm həyəcanlandırmasında təxminən 490, 545, 585 və 620 nm emissiya zolaqları müşahidə edilmişdir.
- 545 nm-də dominant emissiya \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\) keçidinə aid edilmişdir.
- 585 nm zolağı \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_4\), 620 nm zolağı isə \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_3\) keçidi ilə əlaqələndirilmişdir.
- Ən yüksək həyəcanlandırma səmərəliliyi 220–260 nm sahəsində və 355–377 nm arasında bildirilmişdir.
- 400, 418, 485 və 533 nm həyəcanlandırmalarında ümumi spektral profil qorunmuş, lakin intensivlik azalmışdır; azalma xüsusilə 533 nm-də nəzərəçarpandır.
- 385 və 420 nm emissiyaları üçün həyəcanlandırma spektrlərində 220–250 nm geniş UV zolaqları və 270–320 nm çiyinləri müşahidə edilmişdir.
- 494, 504 və 548 nm emissiyalarını izləyən həyəcanlandırma spektrlərində təxminən 330–420 nm sahəsində əlavə zolaqlar müşahidə edilmiş və bunlar Tb³⁺ intrakonfiqurasiya keçidləri ilə əlaqələndirilmişdir.
Enerji ötürülməsi barədə mənbə nə deyir?
Tədqiqat yüksək lüminessensiya intensivliyinin yalnız Tb³⁺ ionunun birbaşa həyəcanlandırılması ilə yarandığını qəti şəkildə müəyyənləşdirmir. Müəlliflər 220–260 nm və 355–377 nm sahələrindəki davranışın Tb³⁺ ionlarının birbaşa həyəcanlandırılması və/və ya əsas apatit matrisi və qüsur səviyyələrindən Tb³⁺ mərkəzlərinə enerji ötürülməsi ilə əlaqəli ola biləcəyini bildirirlər. Buna görə “matrisdən Tb³⁺-a enerji ötürülməsi qəti sübut edildi” şəklində daha güclü iddia mənbənin sərhədini aşır.
Tədqiqatın güclü tərəfləri
- Eyni material sistemi struktur, titrəyiş, morfoloji, element və optik üsullarla birlikdə qiymətləndirilmişdir.
- Saf HAp və HAp-F müqayisələri Tb aşqarlı son nümunədəki dəyişikliklərin şərhinə referans verir.
- XRD nəticələri yalnız faza identifikasiyası ilə məhdudlaşdırılmamış, Bragg əlaqəsi ilə müstəvilərarası məsafə dəyişiklikləri də hesablanmışdır.
- SEM–EDS ilə Tb və F-nin lokal mövcudluğuna dair element analizi təmin edilmişdir.
- Fotolüminessensiya yalnız bir həyəcanlandırma dalğa uzunluğunda deyil, müxtəlif UV və görünən həyəcanlandırma şərtlərində araşdırılmışdır.
Metodoloji və hesabat məhdudiyyətləri
- Tb aşqarlama miqdarı: Tb(NO₃)₃·5H₂O üçün istifadə edilən dəqiq kütlə, molyarlıq və ya hədəf aşqarlama nisbəti metod bölməsində verilmir.
- Müddətlər: Flüorlu suspenziyanın qarışdırılması və 550 °C tavlama üçün “bir neçə saat” deyilir, dəqiq müddət verilmir.
- Təkrar və qeyri-müəyyənlik: Ölçmələrin neçə müstəqil nümunə/təkrar üzərində aparıldığı, standart sapma, xəta çubuğu və ya statistik test bildirilmir.
- EDS: F və Tb faizləri lokal ölçmələrdir; mənbə başqa sahələrdə fərqlərin ola biləcəyini açıq şəkildə bildirir.
- Kristallıq formulu: Çap olunmuş formul ilə %89,1 və %87,9 qiymətləri arasında riyazi daxili uyğunsuzluq vardır.
- XRD referans kartı: Mətn PDF 15-0876, mənbə qrafikinin etiketi isə PDF 86-0740 göstərir.
- FTIR karbonat ifadəsi: Mətndə “2500 və 2500 cm⁻¹” şəklində təkrarlanan rəqəm vardır və ikinci qiymət mənbədən həll edilə bilmir.
- Mütləq kvant səmərəsi: Məqalədə ayrıca mütləq fotolüminessensiya kvant səmərəsi qiyməti bildirilmir.
- Bioloji performans: Tədqiqat birbaşa sitotoksiklik, hüceyrə davranışı, heyvan modeli, implantasiya və ya klinik performans testi aparmır.
Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr
- Göstərilən laboratoriya proseduru ilə HAp-F-Tb nümunəsi hazırlanmış və çoxsaylı xarakterizasiya üsulları ilə araşdırılmışdır.
- HAp-F-Tb nümunəsi mənbə XRD qiymətləndirməsinə görə heksaqonal apatit quruluşunu saxlayır.
- Flüor və Tb aşqarları XRD və FTIR-də ölçülə bilən struktur/titrəyiş dəyişiklikləri ilə birlikdə görünür.
- SEM–EDS ölçməsində nümunədə F və Tb siqnalları müəyyən edilmişdir.
- Tb³⁺ ionuna xas xarakterik görünən emissiya zolaqları qeydə alınmışdır.
- Ən səmərəli həyəcanlandırma sahələri mənbədə 220–260 nm və 355–377 nm kimi bildirilmişdir.
- Nəticələr HAp-F-Tb-nin lüminessent material kimi gələcək tədqiqatlara dəyər olduğunu dəstəkləyir.
Tədqiqatın dəstəkləmədiyi nəticələr
- Bu tədqiqat HAp-F-Tb-nin insanlar üçün təhlükəsiz implant olduğunu göstərməmişdir.
- Materialın klinik görüntüləmə performansı sınaqdan keçirilməmişdir.
- Antibakterial effektivlik bu tədqiqatda ölçülməmişdir.
- Uzunmüddətli biouyğunluq və ya toksiklik qiymətləndirilməmişdir.
- EDS-dəki %2,95 F və %4,17 Tb qiymətləri bütün nümunənin dəqiq və homogen bulk tərkibi kimi göstərilməmişdir.
- Matrisdən Tb³⁺ ionlarına enerji ötürülməsinin yeganə və qəti mexanizm olduğu sübut edilməmişdir; mənbə bunu mümkün izah kimi müzakirə edir.
- Mənbədə olmayan ikinci karbonat FTIR dalğa ədədi Verianla tərəfindən tamamlana bilməz.
- Kristallıq formulundakı mümkün çap və ya yazı səhvinin doğru forması mənbədən asılı olmadan fərz edilə bilməz.
Mənbə və Metod Qeydi
Orijinal başlıq: Synthesis and characterization of terbium-doped fluorine-substituted hydroxyapatite (HAp-F-Tb)
Müəlliflər: K.B. Zhangylyssov, S.Y. Pichkhidze, T.T. Alibay, G.B. Bairbayeva, A.S. Akhmetova, R.K. Daurenbekova, B.D. Kylyshbayev, A. Talgatuly, I. Mariyam, D.H. Daurenbekov.
Müəllif sırası: Mənbə PDF-dəki sıra olduğu kimi qorunmuşdur.
Bərabər töhfə: Mənbədə bərabər töhfə/bərabər birinci müəlliflik bəyanatı müəyyən edilməmişdir.
Məsul müəllif məlumatı: Mənbənin başlıq səhifəsində K.B. Zhangylyssov adının yanında ulduz işarəsi və zh.keleshek@gmail.com əlaqə ünvanı vardır. Bununla belə, PDF ayrıca açıq “corresponding author” cümləsi vermir; buna görə Verianla ulduz işarəsindən əlavə yeni redaksiya tərifi yaratmır.
Qurumlar: 1) L.N. Gumilyov Eurasian National University, Astana, Kazakhstan. 2) Yuri Gagarin State Technical University of Saratov, Saratov, Russian Federation.
Jurnal: Eurasian Journal of Physics and Functional Materials.
Cild / nömrə / səhifələr: 2026, 10(2), 137–146.
DOI: 10.32523/ejpfm.2026100203.
Rəsmi nəşr tarixi: Jurnalın onlayn qeyd səhifəsində 15 İyun 2026.
PDF qəbul/göndərmə sətri: “Received: 06.04.2026 - after revision” şəklində çap olunmuşdur. Mənbə ayrıca ilk göndərilmə və ya qəbul tarixi vermədiyinə görə bunlar Verianla tərəfindən törədilməmişdir.
Nəşriyyat: L.N. Gumilyov Eurasian National University.
Mənbə növü: Eksperimental materialşünaslıq / funksional material tədqiqat məqaləsi.
Rəy prosesi: Jurnal dərc etdiyi tədqiqat məqalələrinin ikiqat kor ekspert rəyindən keçdiyini bildirir. Bu tədqiqat dərc edilmiş jurnal məqaləsidir; preprint kimi təqdim edilməmişdir.
Əsas material: İribuynuzlu heyvan sümüyündən sürətli pirolizlə hazırlanmış biohidroksiapatit, flüorla əvəzlənmiş hidroksiapatit və Tb³⁺ aşqarlı HAp-F-Tb.
Əsas metodlar: Sürətli piroliz, məhlul/çöktürmə əsaslı aşqarlama, XRD, Bragg müstəvilərarası məsafə hesabı, FTIR-ATR, SEM–EDS və fotolüminessensiya/həyəcanlandırma spektroskopiyası.
Maliyyələşdirmə: Republic of Kazakhstan Ministry of Science and Higher Education Science Committee, Grant No. AP22788773.
Maraqların toqquşması: Yüklənmiş PDF-də ayrıca maraqların toqquşması bəyanatı müəyyən edilməmişdir.
Məlumatların əlçatanlığı: Yüklənmiş PDF-də ayrıca xam məlumat deposu və ya “Data Availability” bölməsi müəyyən edilməmişdir. Mənbə qrafikləri dərc olunmuşdur, lakin xam spektral/XRD məlumat nöqtələri ayrıca cədvəlləşdirilməmişdir.
Müəllif töhfələri / CRediT: Yüklənmiş PDF-də ayrıca CRediT və ya fərdi müəllif töhfələri cədvəli yoxdur.
Lisenziya qeydi: Jurnalın cari ümumi siyasəti və DOAJ qeydləri CC BY 4.0 göstərdiyi halda, bu tədqiqatın üçüncü tərəf qeydlərindən birində CC BY-NC 4.0 görünür. Dəqiq məqalə səviyyəli lisenziya sahəsi mövcud yoxlamada ziddiyyətsiz müəyyən edilə bilmədiyinə görə mənbə fiqurları Verianla HTML-inə kopyalanmamış və ya uyğunlaşdırılmamışdır. Yalnız elmi faktlardan istifadə olunaraq müstəqil sxemlər yaradılmışdır.
Mənbədaxili XRD uyğunsuzluğu: Mətn “PDF card 15-0876” deyir, XRD qrafikinin referans etiketi isə “PDF 86-0740, Ca₅(PO₄)₃(OH)” göstərir. Bu fərq mənbədə izah edilməmişdir.
Mənbədaxili kristallıq uyğunsuzluğu: Mənbə \(X_c=(S_{cr}+S_{am})/S_{cr}\times100\%\) ifadəsini çap edir, lakin %89,1 və %87,9 qiymətlərini bildirir. Formul və qiymətlər Verianla tərəfindən dəyişdirilməmiş, aralarındakı uyğunsuzluq görünən saxlanmışdır.
Mənbədaxili FTIR uyğunsuzluğu: Karbonat qrupları üçün eyni “2500 cm⁻¹” qiymətinin iki dəfə yazıldığı görünür. Çatışmayan/səhv ikinci dalğa ədədi təxmin edilməmişdir.
Əsas şərh məhdudiyyəti: Bu tədqiqat laboratoriyada sintez edilmiş materialın struktur, morfoloji, element və optik xarakterizasiyasını aparır. Fotolüminessensiya baxımından ümidverici nəticələr birbaşa biotibbi təhlükəsizlik və ya klinik effektivlik sübutu deyil.
Şərh yazın
E-poçt ünvanınız yayımlanmayacaq. Məcburi sahələr * ilə işarələnib