Desenvolvimento de tantalatos de terras raras dopados com íons lantanídeos para bioimagem multimodal e nanotermometria

• Processo: 23/13509-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Rogéria Rocha Gonçalves
• Beneficiário: Fernanda Hediger Borges Ribeiro
• Supervisor: Verelst Marc Raoul Joseph
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Centre d'Elaboration des Matériaux et d'Etudes Structurales (CEMES), França
• Vinculado à bolsa: 20/00277-6 - Desenvolvimento de materiais nanoparticulados de tantalatos de terras raras dopados com íons lantanídeos para aplicações em Fotônica, BP.DR
• Assunto(s): Espectroscopia Luminescência
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioimagem multimodal | conversao ascendente de energia | Espectroscopia | luminescência | Nanotermometria | Tantalatos de terras raras | Terras raras, luminescência, espectroscopia

Resumo

A bioimagem é uma ferramenta muito importante utilizada para estudar fenômenos biológicos e diagnosticar certas doenças e a crescente procura de uma detecção de imagem mais eficiente e confiável tornou-se um importante tópico de pesquisa. Neste sentido, o objetivo deste projeto de pesquisa é preparar nanopartículas luminescentes baseadas em tantalatos de terras raras dopados com ions lantanídeos (Ln3+), de forma a obter materiais multifuncionais que possam atuar em Fotônica e Biofotônica. Os materiais foram preparados utilizando o processo mediado por poliol, a partir de precursores alcóxidos, a partir do qual se obtém controle morfológico das partículas formadas. O foco deste trabalho é o estudo das propriedades estruturais e espectroscópicas dos materiais sintetizados, que poderão ser aplicados em áreas da Fotônica e Biofotônica, principalmente no setor da saúde, atuando como marcadores ópticos e conversores de energia para potencial aplicação em Teranóstica.Para a dopagem dos materiais estudados, foram utilizados lantanídeos com emissão nas chamadas janelas de transparência biológica na região do infravermelho próximo (Er3+/Yb3+, Tm3+/Yb3+), uma vez que um dos principais objetivos deste trabalho é a sua aplicação em sistemas biológicos. A luminescência na região do visível também será estudada, tendo em conta o grande potencial de emissão resultante dos processos de conversão ascendente de energia (upconversion), tornando possível a sua aplicação como conversores de radiação do infravermelho para a emissão no visível. As propriedades nanotermométricas destes materiais também serão sistematicamente avaliadas através da previsão da temperatura absoluta pela lei de distribuição de Boltzmann, a partir da razão entre as transições 2H11/2 ’ 4I15/2 e 4S3/2 ’ 4I15/2 dos ions Er3+.Assim, está em curso um estudo sistemático das propriedades ópticas, estruturais, morfológicas e espectroscópicas (vibracionais e eletrônicas), com a perspectiva de optimizar estas propriedades para posteriores aplicações tecnológicas, principalmente como sondas multimodais. Para tal, a capacidade de imageamento multimodal destas nanopartículas será testada em diferentes técnicas de imageamento, tais como Ressonância Magnética (RM), Tomografia Computadorizada de Raios X (TC), Fotoacústica (PA) e Imageamento Ótico (IO).

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)

BORGES, FERNANDA HEDIGER; MAURICOT, ROBERT; NEUMEYER, DAVID; DE SOUZA, VITOR DOS SANTOS; VERELST, MARC; GONCALVES, ROGERIA ROCHA. Yb 3+concentration influence on NIR and upconversion emission and temperature sensing properties of Er 3+/Yb 3+co-doped Ta 2 O 5 particles. Journal of Luminescence, v. 273, p. 12-pg., 2024-05-11. (20/00277-6, 20/05319-9, 23/13509-0, 21/08111-2)