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

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).