Plataforma Multifuncional a base de óxidos e fluoretos de terras raras luminescentes para aplicação em Teranóstica

• Processo: 20/04157-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Rogéria Rocha Gonçalves
• Beneficiário: Luiz Fernando dos Santos
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/03092-5 - Plataformas muntifuncionais baseadas em fluoretos, óxidos e silicatos de terras raras luminescentes para aplicações em fotônica e teranóstica, BE.EP.DR
• Assunto(s): Biofotônica Elementos da série dos lantanídeos Nanopartículas Nanomedicina teranóstica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biofotônica | fluoretos de terras raras | Lantanídeos | Nanopartículas | óxidos de terras raras | Teranóstica | Espectroscopia de Íons lantanídeos

Resumo

A presente proposta de doutorado visa a preparação, caracterização e aplicação de nanopartículas com morfologia e dimensões rigorosamente controladas para a aplicação em Teranóstica. Para tais objetivos, serão estudadas nanopartículas à base de Y2O3, Gd2O3, Y2SiO5, TRF3, MTRF3/MTR3F10 (M = metal alcalino e TR = Terra Rara) dopadas com íons Eu3+, Er3+, Yb3++, Nd3+, Ho3+. Serão exploradas propriedades vibracionais, estruturais e espectroscópicas bem como ensaios envolvendo aplicações biológicas. Serão utilizadas como rotas sintéticas a precipitação homogênea para as partículas precursoras de Y2O3 dopadas com TR3+ e recobrimento com SiO2, através da metodologia sol-gel para a obtenção de Y2SiO5. A síntese hidrotermal será utilizada para a preparação dos sistemas a base de MTRF3/MTR3F10. Serão exploradas propriedades luminescentes tanto no visível, resultados de excitação no UV-Vis ou na região do infravermelho próximo (NIR) (conversão ascendente de energia), além de emissão no infravermelho. O controle no tamanho de partícula será de suma importância para as aplicações pretendidas neste trabalho. Estas sínteses e as caracterizações morfológicas, estruturais e espectroscópicas constituem a base e a primeira parte do estudo acadêmico que será desenvolvido. Serão realizadas análise de processos de conversão ascendente de energia com os sistemas co-dopados de Er3+ /Yb 3+, sob excitação em 980 nm e 1550 nm (visando maior penetrabilidade em sistemas biológicos). Análise da emissão na região do infravermelho próximo dos compostos dopados com Nd3+, Er3+/Yb3+, explorando janelas de transparência biológica, para biomageamento no infravermelho, visando a realização de estudo da aplicabilidade como marcador óptico biológico, e simultaneamente fotoativar a protoporfirina IX para liberação de oxigênio singleto.A segunda parte desta proposta, concentra-se nas aplicações biológicas destas nanopartículas. Para tal, serão cultivadas as linhagens celulares glioblastomas multiformes grau IV: T98G e U87MG e glioblastoma infantil: KNS42, para imageamento e tratamento destas neoplasias. Análise da toxicidade, viabilidade celular e mecanismos de morte celular. Estudo da encapsulação das nanopartículas em nanocarreadores serão realizados para aplicação como marcadores específicos e também combinados com a protoprfirina IX para terapia fotodinâmica para tratamento de neoplasias. Para validação de aplicação em sistemas biológicos, serão realizadas análises de espectroscopia em uma única partícula (single nanoparticle).

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DOS SANTOS, LUIZ F.; GALINDO, JEFFERSON A. O.; LIMA, KARMEL DE O.; PESSOA, ALLISON R.; AMARAL, ANDERSON M.; MENEZES, LEONARDO DE S.; GONCALVES, ROGERIA R.. Lifetime-based luminescence thermometry from Yb3+/Er3+codoped nanoparticles suspended in water. Journal of Luminescence, v. 262, p. 9-pg., 2023-05-31. (20/05319-9, 20/04157-5)

PESSOA, ALLISON R.; GALINDO, JEFFERSON A. O.; DOS SANTOS, LUIZ F.; GONCALVES, ROGERIA R.; MAIER, STEFAN A.; MENEZES, LEONARDO DE S.; AMARAL, ANDERSON M.. Correction Due to Nonthermally Coupled Emission Bands and Its Implications on the Performance of Y2O3:Yb3+ /Er3+ Single-Particle Thermometers. Journal of Physical Chemistry C, v. 127, n. 20, p. 8-pg., 2023-05-16. (17/11301-2, 20/04157-5, 20/05319-9, 21/08111-2)

MANFRE, MATEUS GRECCO; BORGES, FERNANDA HEDIGER; DOS SANTOS, LUIZ FERNANDO; DE SOUZA, VITOR DOS SANTOS; CASTELANI, MATHEUS; FRANCA, LEONARDO V. S.; BAFFA, OSWALDO; GONCALVES, ROGERIA ROCHA. Wide-range emission of Er3+/Yb3+co-doped lanthanum niobates: A study of temperature and excitation-dependent luminescence aiming at applications in Biophotonics. Optical Materials, v. 157, p. 13-pg., 2024-11-01. (23/02852-6, 20/00277-6, 23/03092-5, 20/04157-5, 21/08111-2, 20/05319-9)

DOS SANTOS, LUIZ FERNANDO; GOMES, LUIZ FERNANDO TOMAZINI; LIMA, KARMEL DE OLIVEIRA; DALOSSIO, VINICIUS PAULINO; CALORI, ITALO RODRIGO; BORGES, HIAGO SALGE; PIVA, HENRIQUE LUIS; TEDESCO, ANTONIO CLAUDIO; GOLDNER, PHILIPPE; GONCALVES, ROGERIA ROCHA. Upconversion luminescent hollow Er3+,Yb3+ co-doped Y2SiO5 spheres for biophotonics: In vitro cytotoxicity and cellular sub-locality evaluation in glioblastoma cells. MATERIALS TODAY COMMUNICATIONS, v. 42, p. 11-pg., 2025-01-01. (20/04009-6, 20/04157-5, 21/08111-2, 21/11803-3, 23/03092-5, 18/18213-4, 20/05319-9)