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PHOTONIC HYBRIDS AND NANOMATERIALS GROUP
Aveiro-Portugal
university of aveiro
theoria poiesis praxis
physics department
ciceco
aveiro institute of materials
HOME > SCIENTIFIC OUTPUT > PROJECTS > PTDC/CTM PTDC/CTM-NAN/4647/2014
Designação do projeto |
Código do projeto |
Objetivo principal|
Região de intervenção |
Entidade beneficiária |
NanoHeatControl – Development of efficient nanoplatforms for heating and monitoring for intracellular imaging and controlled local hypertrhythmia.
POCI-01-0145-FEDER-031469
Reforçar a investigação, o desenvolvimento tecnológico e a inovação
Programa Operacional do Centro
Universidade de Aveiro
Data de início | 01-07-2018 Data de conclusão | 28-02-2022
Custo total elegível | 221 702,30€
Objetivos
Este projeto visa o desenvolvimento da nanoplataformas mais precisa, mais sensível e eficiente integrando iões lantanídeo trivalentes (Ln3+) dopando nanocristais com propriedades termométricas (óxidos, fluoretos, fosfatos e vanadatos) e aquecedores plasmónicos de nanoestruturas de ouro (nanopartículas, nanoestrelas e nanoconchas).
Estes dois sistemas são os que apresentam maior potencial para produzir nanoplataformas multifuncional estado-da arte para terapia fototérmica, imagem intracelular e monitorização de temperatura à escala nanométrica. Assim, iremos produzir nanoplataformas eficientes sem precedente e testar a suas capacidades multifuncionais para monitorização em tempo real de temperatura, bioimagem e aquecimento local em células vivas e tecidos celulares. O aquecimento local usando as fontes de calor mais eficientes à nanoescala tais como nanoetruturas plasmónicas e nanocristais de Ln3+ fortemente dopados tem recebido muita atenção devido ao seu potencial de aplicação em terapia fototérmica de células cancerosas e agentes patogénicos. Existe um interesse crescente no uso de nanoaquecedores plasmónicos em nanomedicina, e.g. hipertermia.
Uma medida precisa das variações de temperatura na vizinhança de nanoaquecedores plasmónicos é crucial para uma libertação de calor controlada e regulada para os biomarcadores sem afetar os tecidos ou células saudáveis que lhe são vizinhos. Nanotermómetros luminescentes baseados em lantanídeos são adequados para medição de tais variações de temperatura à escala nanometrica, com elevada resolução temporal e especial. Contudo, nanoplataformas eficientes que integrem aquecedores plasmónicos e termómetros baseados em Ln3+ para imagem intracelular in-vitro e in-vivo assim como para hipertermia local controlada ainda não foram desenvolvidas, apesar dos notáveis avanços neste campo ao longo dos últimos anos.
ARTIGOS EM REVISTAS
C. D. S. Brites, X. Xie, M. L. Debasu, X. Qin, J. Rocha, X. Liu, L. D. Carlos, “Instantaneous Ballistic Velocity of Suspended Brownian Nanocrystals Measured by Upconversion Nanothermometry”, Nature Nanotechnol. 11, 851–856 (2016), https://dx.doi.org/10.1038/NNANO.2016.111
M. L. Debasu, C. D. S. Brites, S. Balabhadra, H. Oliveira, J. Rocha, L. D. Carlos, “Nanoplatforms for Plasmon-Induced Heating and Thermometry, ChemNanoMat 2, 520–527 (2016), https://dx.doi.org/10.1002/cnma.201600061
S. Balabhadra, M. L. Debasu, C. D. S. Brites, J. Rocha, L.D. Carlos, “Implementing Luminescence Thermometry at 1.3 Micrometers Using (GdNd)2O3 Nanoparticles”, J. Luminescence 180, 25–30 (2016), https://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2016.07.034
S. Balabhadra, M. L. Debasu, C. D. S. Brites, R. A. S. Ferreira, L. D. Carlos, “A Cost-Effective Quantum Yield Measurement Setup for Upconverting Nanoparticles”, J. Luminescence 189, 64–70 (2017), https://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2017.03.054
S. Balabhadra, M. L. Debasu, C. D. S. Brites, R. A. S. Ferreira, L. D. Carlos, “Upconverting Nanoparticles Working as Primary Thermometers in Different Media”, J. Phys. Chem. C 121, 13962–13968 (2017), https://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcc.7b04827
R. Rondão, A. R. Frias, S. F. H. Correia, L. Fu, V. de Zea Bermudez, P. S. André, R. A. S. Ferreira, L. D. Carlos, High-Performance Near-Infrared Luminescent Solar Concentrators, ACS Appl. Mater. Interfaces 9, 12540−12546 (2017), https://dx.doi.org/10.1021/acsami.7b02700
C. D. S. Brites, M. Fuertes, P. Angelomé, E. Martínez, P. P. Lima, G. Soler-Illia, L. D. Carlos, “Tethering Luminescent Thermometry and Plasmonics: Light Manipulation to Assess Real-Time Thermal Flow in Nanoarchitectures”, Nano Lett. 17, 4746−4752 (2017), https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.7b01433
O. A. Savchuk, J. J. Carvajal, C. D. S. Brites, L. D. Carlos, M. Aguilo, F. Diaz, “Upconversion thermometry: a new tool to measure the thermal resistance of nanoparticles” Nanoscale, 10, 6602−6610 (2018), https://dx.doi.org/10.1039/c7nr08758f.
C. D. S. Brites, K. Fiaczyk, J. F.C.B. Ramalho, M. Sójka, L. D. Carlos, E. Zych, “Widening the temperature range of luminescent thermometers through the intra- and interconfigurational transitions of Pr3+”, Adv. Optical Mater. 1701318 (2018), https://dx.doi.org/10.1002/adom.201701318.
S. Balabhadra, M. L. Debasu, C. D. S. Brites, R. A. S. Ferreira, L. D. Carlos, “Radiation-to-heat conversion efficiency in SrF2:Yb3+/Er3+ upconverting nanoparticles“, Optical Materials 83 1−6 (2018); https://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2018.05.069.
M. L. Debasu, J. C. Riedl, J. Rocha, L. D. Carlos, “Li+ Role in Upconversion Emission Enhancement of (YYbEr)2O3 Nanoparticles”, Nanoscale 10, 15799−15808 (2018), https://dx.doi.org/10.1039/C8NR03608J
R. Piñol, C. D. S. Brites, N. J. Silva, L. D. Carlos, A. Millán, “Nanomaterials for Magnetic and Optical Hyperthermia Applications”, in Nanoscale Thermometry for Hyperthermia Applications, Ed. R. M. Fratila & J. M. Fuente, Elsevier, 2018 (Chapter 6, pp. 139-172). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813928-8.00006-5
C D. S. Brites, S. Balabhadra, L. D. Carlos, “Lanthanide-Based Thermometers: At the Cutting-Edge of Luminescence Thermometry“, Adv. Opt. Mater. 7, 1801239 (2019), https://dx.doi.org/10.1002/adom.201801239
E. D. Martínez, C. D. S. Brites, L. D. Carlos, A. F. García-Flores, R. R. Urbano, C. Rettori, “Electrochromic Switch Devices Mixing Small- and Large-Sized Upconverting Nanocrystals”, Adv. Funct. Mater. 29, 1807758 (2019), https://dx.doi.org/10.1002/adfm.201807758 (highlighted in the front cover)
E. D. Martínez, C. D. S. Brites, L. D. Carlos, R. R. Urbano, C. Rettori, “Upconversion Nanocomposite Materials with Designed Thermal Response for Optoelectronic Devices”, Front. Chem. 7, 83 (2019), https://dx.doi.org/10.3389/fchem.2019.00083
Carlos D. S. Brites, Eduardo D. Martínez, Ricardo R. Urbano, Carlos Rettori, Luís D. Carlos, “Self-Calibrated Double Luminescent Thermometers Through Upconverting Nanoparticles”, Front. Chem. 7, 267 (2019), https://dx.doi.org/10.3389/fchem.2019.00267
A. R. N. Bastos, C. D. S. Brites, P. A. Rojas-Gutierrez, C. DeWolf, R. A. S. Ferreira, J. A. Capobianco, L. D. Carlos, “Thermal Properties of Lipid Bilayers Determined Using Upconversion Nanothermometry”, Adv. Funct. Mater. 29, 1905474 (2019), https://dx.doi.org/10.1002/adfm.201905474
M. L. Debasu, H. Oliveira, J. Rocha, L. D. Carlos, “Colloidal (Gd0.98Nd0.02)2O3 Nanothermometers Operating in a Cell Culture Medium within the First and Second Biological Windows”, J. Rare Earths 38, 483−491 (2020), https://dx.doi.org/10.1016/j.jre.2019.12.011 (highlighted in the front cover)
J. Trojan-Piegza, C. D. S. Brites, J. F. C. B. Ramalho, Z. Wang, G. Zhou, S. Wang, L. D. Carlos, E. Zych, “La0.4Gd1.6Zr2O7:0.1%Pr Transparent Sintered Ceramic – A Wide-Range Luminescence Thermometer”, J. Mater. Chem. C 8, 7005-7011 (2020), https://dx.doi.org/10.1039/D0TC00861C (highlighted in the back cover)
C. D. S. Brites, B. Zhuang, M. L. Debasu, D. Ding, X. Qin, F. E. Maturi, W. W. Y. Lim, De Wen Soh, J. Rocha, Z. Yi, X. Liu, L. D. Carlos, “Decoding a Percolation Phase Transition of Water at ~330 K with a Nanoparticle Ruler”, in revision.
A. R. N. Bastos, C. D. S. Brites, P. A. Rojas-Gutierrez, R. A. S. Ferreira, R. L. Longo, C. DeWolf, J. A. Capobianco, L. D. Carlos, “Thermal Properties of Lipid Bilayers Derived from the Transient Heating Regime of Upconverting Nanoparticles”, in revision.
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