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

(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)

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)

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)