Nanopartículas multifuncionais para hipertermia, termometria e imagem de fluorescência nas janelas biológicas
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/4877 |
Resumo: | In this thesis, the use of core/shell engineering for the synthesis of fluorescent nanoparticles (NPs) capable of operating as nanothermometers, nanoheaters and/or contrast agents for fluorescence imaging in small animal models is explored. The materials here studied – rare-earth (Nd3+, Yb3+, Tm3+ and/or Er3+) doped NPs and PbS/CdS/ZnS quantum dots (QDs) – presented emission and/or excitation bands in the so-called biological windows, where light penetration into tissues is maximal, allowing for ex vivo and in vivo applications. It was demonstrated that the spatial separation between the rare-earth ions, achieved by the core/shell nano-engineering, resulted not only in a considerable improvement on the values of thermo-optical parameters such as the light-heat conversion efficiency and the relative thermal sensitivity but also on a multi-functionality of the nanosystems. As a consequence, innovative applications in nanothermometry were successfully accomplished when developing this thesis. Among those applications, one can mention the study in real time of the thermal dynamics of an in vivo tissue, the detection and monitoring of cardiovascular diseases and the recording of in vivo thermal images and videos at a subcutaneous level by means of a ratiometric approach. The results here presented open up avenues for new diagnosis and control techniques that can revolutionize the current methods found in biomedicine. |
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Nanopartículas multifuncionais para hipertermia, termometria e imagem de fluorescência nas janelas biológicasMultifunctional nanoparticles for hyperthermia, thermometry and fluorescence imaging in the biological windowsNanopartículas multifuncionales para hipertermia, termometría e imagen de fluorescencia en las ventanas biológicasNanopartículasCore/ShellLuminescênciaEngenharia térmicaTermoterapiaSensoriamento térmicoNanoparticlesLuminescenceThermal EngineeringPhotothermal therapyThermal SensingCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAIn this thesis, the use of core/shell engineering for the synthesis of fluorescent nanoparticles (NPs) capable of operating as nanothermometers, nanoheaters and/or contrast agents for fluorescence imaging in small animal models is explored. The materials here studied – rare-earth (Nd3+, Yb3+, Tm3+ and/or Er3+) doped NPs and PbS/CdS/ZnS quantum dots (QDs) – presented emission and/or excitation bands in the so-called biological windows, where light penetration into tissues is maximal, allowing for ex vivo and in vivo applications. It was demonstrated that the spatial separation between the rare-earth ions, achieved by the core/shell nano-engineering, resulted not only in a considerable improvement on the values of thermo-optical parameters such as the light-heat conversion efficiency and the relative thermal sensitivity but also on a multi-functionality of the nanosystems. As a consequence, innovative applications in nanothermometry were successfully accomplished when developing this thesis. Among those applications, one can mention the study in real time of the thermal dynamics of an in vivo tissue, the detection and monitoring of cardiovascular diseases and the recording of in vivo thermal images and videos at a subcutaneous level by means of a ratiometric approach. The results here presented open up avenues for new diagnosis and control techniques that can revolutionize the current methods found in biomedicine.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoNesta tese, explora-se o uso da engenharia core/shell para a síntese de nanopartículas fluorescentes capazes de operar como termômetros, nano-aquecedores e/ou agentes de contraste em imagens fluorescentes em modelos animais. Os materiais aqui estudados – pontos quânticos de PbS/CdS/ZnS e NPs dopadas com terras-raras (Nd3+, Yb3+, Tm3+e/ou Er3+) – apresentaram emissão e/ou excitação dentro das chamadas janelas biológicas, onde a penetração da luz é maximizada permitindo, portanto, aplicações ex vivo e in vivo. Foi demonstrado que a separação espacial entre os íons terras-raras, alcançada por meio da nano-engenharia core/shell, resultou não somente em uma melhora nos valores dos parâmetros termo-ópticostais como a eficiência de conversão luz-calor e a sensibilidade térmica relativa, mas também na multifuncionalidade dos nano-sistemas. Como consequência, aplicações inovadoras foram alcançadas no campo da termometria luminescente durante o desenvolvimento desta tese. Dentre essas aplicações, pode-se mencionar: o estudo em tempo real da dinâmica térmica de um tecido vivo, a detecção e monitoramento de doenças isquêmicas e a gravação de imagens e vídeos térmicos in vivo a nível subcutâneo por meio da abordagem ratiométrica. Os resultados aqui apresentados abrem muitas portas para novas técnicas de diagnóstico e controle que podem revolucionar os métodos atuais da biomedicina.Universidade Federal de AlagoasBrasilPrograma de Pós-Graduação em FísicaUFALSilva, Carlos Jacinto dahttp://lattes.cnpq.br/5196560719753785Garcia, Daniel Jaquehttp://lattes.cnpq.br/6679396276967830Carlos, Luis Antonio Ferreira Martins Diashttp://lattes.cnpq.br/2942461081571505Martin Rodríguez, EmmaBakuzis, Andris Figueiroahttp://lattes.cnpq.br/3477269475651042Fonseca, Eduardo Jorge da Silvahttp://lattes.cnpq.br/8913394140432984Gouveia Neto, Artur da Silvahttp://lattes.cnpq.br/8757053079955280Ximendes, Erving Clayton2019-04-03T16:30:08Z2019-03-182019-04-03T16:30:08Z2018-12-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfXIMENDES, Erving Clayton. Nanopartículas multifuncionais para hipertermia, termometria e imagem de fluorescência nas janelas biológicas. 2019. 230 f. Tese (Doutorado em Física da Matéria Condensada) – Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2018.http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/4877porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instname:Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instacron:UFAL2019-04-03T16:30:08Zoai:www.repositorio.ufal.br:riufal/4877Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufal.br/oai/requestri@sibi.ufal.bropendoar:2019-04-03T16:30:08Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) - Universidade Federal de Alagoas (UFAL)false |
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