Nanoparticelle attivate con ioni lantanidi per imaging multimodale

Gli ossidi e i fluoruri drogati con ioni lantanidi luminescenti sono al giorno d’oggi materiali molto interessanti che possono essere impiegati in molte applicazioni tecnologiche, per esempio come sonde ottiche in biomedicina. In questo progetto di ricerca è stato investigato l’ossido di zirconio (ZrO2) e fluoruri (CaF2, SrF2 e NaYF4) sotto forma di materiali nanocristallini drogati con ioni lantanidi luminescenti (Eu3+, Tb3+, Er3+, Tm3+, Ho3+, Yb3+). Le nanoparticelle di ossido di zirconio è stato preparato con metodo idrotermale ad alte pressioni usando ioni oleato come agente cappante.i materiali così ottenuti hanno due strutture: monoclina e tetragonale. Le dimensioni delle particelle sono di circa 4 nm. Queste nanoparticelle drogate con ioni Eu3+ e Tb3+ mostrano un intensa emissione di tipo Stokes nel visibile quando sono irradiate con luce ultravioletta. Le NPs ottenute sono disperdibili in solventi organici apolari quali il toluene. Le nanoparticelle di CaF2 e SrF2 drogati con ioni lantanidi sono stati ottenuti sempre con un metodo idrotermale. Queste particelle possono essere cappate sia con ioni oleato sia con ioni citrato e sono disperdibili rispettivamente in solventi organici o acquosi. Le NPs sono state ottenute nella fase cubica, le dimensioni delle particelle sono circa di 10 nm. Le nanoparticelle ottenute mostrano una forte luminescenza nelle regione del visibile o vicino infrarosso quando sono eccitate a 980 nm, questo grazie al fenomeno dell’upconversion. Alcuni campioni sono stati, ulteriormente, drogati con lo ione gadolinio e risultati preliminari mostrano che le NPs possono essere utilizzate sia come sonda ottica sia come agente di contrasto MRI, per questi motivi posso essere considerati un buon candidato per l’imaging multimodale.

Oxide and fluoride based compounds doped with luminescent lanthanide ions are nowadays interesting materials which can be employed in many technological applications, for instance as optical probes in biomedicine. In this research project we have investigated zirconium oxide (ZrO2) and fluoride (CaF2, SrF2, NaYF4) nanocrystalline materials doped with luminescent lanthanide ions (Eu3+, Tb3+, Er3+, Tm3+, Ho3+, Yb3+). The obtained ZrO2 nanoparticles (NPs) have been are prepared by a hydrothermal technique using oleate ions as capping agents. The prepared materials have a monoclinic or tetragonal structure, with an average particle size around 4 nanometer. The Eu3+ and Tb3+ doped samples show a strong Stokes emission in the visible region upon excitation with UV light. The obtained NPs are very well dispersable in organic solvents as toluene. Lanthanide doped CaF2 and SrF2 NPs are also obtained by hydrothermal synthesis, using oleate or citrate ions as capping agents. The NPs capped with oleate or citrate ions are dispersable in organic solvents or water, respectively. The NPs have a cubic phase with an average particle size of 10 nm. The obtained NPs show a strong emission in the visible and NIR region upon excitation at 980 nm (upconversion emission). Some samples have been also doped with gadolinium ions and preliminary results show that the NPs can be used as both optical probes and MRI contrast agents, indicating that they can be excellent candidates for multimodal imaging.