Nanopartículas apresentando upconversion para imageamento biológico aplicadas como nanotermômetro e como sensor de oxigênio singlete

• Processo: 18/15011-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2018
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Radiologia e Fotobiologia
• Pesquisador responsável: Paolo Di Mascio
• Beneficiário: Cássio Cardoso Santos Pedroso
• Supervisor: Bruce Cohen
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Lawrence Berkeley National Laboratory, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 17/09774-0 - Geração e detecção de oxigênio singlete em sistemas complexos para estudos de lesões celulares utilizando nanopartículas apresentando upconversion., BP.PD
• Assunto(s): Nanopartículas Fotoquímica Oxigênio singleto Bioimagem Imageamento
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Nanopartículas | Nanosensor de oxigênio singlete | Nanotermômetro | Upconversion | Fotoquímica

Resumo

Nanopartículas dopadas com íons terras raras trivalentes (TR3+) podem exibir o fenômeno de upconversion. Este processo consiste na excitação do material com dois ou mais fótons e subsequente, emissão de um fóton de maior energia. Dessa forma, é possível utilizar uma fonte de excitação na região da janela biológica e obter emissões nas regiões do UV, visível e infravermelho próximo. As vantagens do uso de nanopartículas apresentando upconversion (UCNPs) para bioimageamento são: elevada penetração da radiação em tecidos, fotoestabilidade das UCNPs, baixa relação sinal/ruído e baixa probabilidade de efeitos secundários da radiação utilizada no infravermelho próximo. Temperatura afeta muitas funções celulares em organismos e dependem de reações químicas que podem liberar ou absorver calor e alterar a temperatura interna. Portanto, é necessário o desenvolvimento de nanosensores com elevada resolução para medir temperaturas intracelulares que podem levar a novas descobertas sobre processos fisiológicos e patofisiológicos. Além disso, a detecção de 1O2 é importante porque esta molécula também participa de muitos processos fisiológicos e patofisiológicos. Portanto, nós temos interesse em investigar sensores térmicos e de 1O2 baseados em UCNPs para complementar o trabalho e preparar nanopartículas de tamanhos menores para aplicações em single-molecule imaging. O conhecimento da síntese de nanomateriais luminescentes e processos redox do nosso grupo no IQ-USP será combinada com a experiência de upconverting single-molecule imaging, nanoinjeção, e preparação de UCNPs do grupo do Prof. Bruce E. Cohen no Molecular Foundry (Lawrence Berkeley National Laboratory). A infraestrutura para preparo e investigação das UCNPs, bem como, a aplicação dos sensores em single-molecule imaging serão fornecidos pelo Molecular Foundry (LBNL). As UCNPs serão aplicadas nas células HeLa e GM00637 e as bioimagens serão realizadas. (AU)