In vitro assays and nanothermometry studies of infrared-to-visible upconversion of nanocrystalline Er3+,Yb3+ co-doped Y2O3 nanoparticles for theranostic applications

Autor(es)

Dos Santos, L. F. ^[1] ; Martins, J. C. ^[2] ; Lima, K. O. ^[1] ; Gomes, L. F. T. ^[1] ; De Melo, M. T. ^[3] ; Tedesco, A. C. ^[3] ; Carlos, L. D. ^[2] ; Ferreira, R. A. S. ^[2] ; Goncalves, R. R. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Dept Quim, Lab Mat Luminescentes Micro & Nanoestruturados Ma, FFCLRP, Ribeirao Preto, SP - Brazil

^[2] Univ Aveiro, CICECO Aveiro Inst Mat, Dept Phys, P-3810193 Aveiro - Portugal

^[3] Univ Sao Paulo, Ctr Nanotecnol & Engn Tecidual Fotobiol & Fotomed, Dept Quim, FFCLRP, Ribeirao Preto, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: PHYSICA B-CONDENSED MATTER; v. 624, JAN 1 2022.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

Luminescent spherical, redispersable, and monodisperse Er3+,Yb3+ co-doped Y2O3 nanoparticles were synthesized by homogenous precipitation followed by thermal annealing. Cubic Y2O3 nanoparticles exhibited high colloidal stability in water and biological medium and 90% cell viability toward glioblastoma multiforme cell lines. Confocal microscopy revealed cellular internalization of Y2O3 nanoparticles. Upon excitation at 980 nm, efficient near-infrared to visible upconversion luminescence from Y2O3:Er3+,Yb3+ nanoparticles occurred. The upconversion dynamics was determined by the number of photons, which evidenced that energy transfer by the upconversion mechanism is predominated. On the basis of luminescence nanothermometry studies, the nano particles exhibited features of a primary thermometer with high thermal sensitivity (1.27 +/- 0.05% K-1 (303 K) and large repeatability (>97%), attesting that it can be used as a contactless optical thermal sensor. This primary thermometer is also successfully applied in a cell culture medium showing that the nanoparticles can operate on biological media. This opens the possibility of the use of Y2O3:Er3+,Yb3+ nanoparticles in the design of a theranostic platform, able to simultaneously monitor temperature and, coupled to photosensitizers, produce reactive oxygen species for cancer therapy. (AU)

• Processo FAPESP: 18/18213-4 - Síntese de nanomateriais luminescentes multifuncionais à base de fluoretos e óxidos dopados com íons terras raras para aplicação em Teranóstica
• Beneficiário: Karmel de Oliveira Lima
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/10440-9 - Luminescência no visível e infravermelho próximo em partículas nanoestruturadas de Y2O3 dopadas com íons lantanídeos para aplicação em sistemas biológicos
• Beneficiário: Luiz Fernando dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 18/04588-6 - Luminescência no visível e infravermelho próximo em partículas nanoestruturadas de Y2O3 dopadas com íons lantanídeos para aplicação em sistemas biológicos
• Beneficiário: Luiz Fernando dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Processo FAPESP: 20/05319-9 - Plataformas multifuncionais a base de materiais nanoestruturados luminescentes dopados com íons lantanídeos com potencial aplicação em fotônica e teranóstica
• Beneficiário: Rogéria Rocha Gonçalves
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular