Termómetros Luminescentes Primários Baseados em Iões Lantanídeos para Localização 3D de Nanopartículas por Microscopia Hiperespectral.
Iões de Lantanídeos Trivalentes, Termómetros Luminescentes Primários, Regressão Linear Multiparamétrica, Microscopia Hiperespectrais.
Os avanços recentes tornaram a deteção remota através da termometria de luminescência raciométrica, especialmente baseada em iões lantanídeos trivalentes (Ln(III)), uma técnica promissora com uma infinidade de aplicações. No entanto, a maioria dos termómetros luminescentes baseados em Ln(III) existentes requer um processo de calibração com um termómetro externo de referência (termómetros secundários), o que exige calibrações recorrentes, especialmente quando usados em diferentes meios. Esse processo de calibração pode ser impraticável, levando a postular uma relação de calibração independente do meio potencialmente imprecisa. Assim, o uso de termómetros primários baseados em princípios físicos bem estabelecidos torna-se imperativo para superar esses desafios. Apesar de sua importância reconhecida na termometria de luminescência, os termómetros luminescentes primários são atualmente raros. Neste estudo, propusemos, implementámos e validámos termómetros primários que requerem calibração em uma temperatura conhecida (primários-T), que também são autorreferenciáveis, utilizando dados raciométricos dos espectros de excitação. Além disso, combinando com o espectro de emissão, concebemos termómetros que não requerem calibração (primários-S). Embora demonstremos a viabilidade desse método usando um complexo de Eu(III)-β-dicetonato como prova de conceito, a abordagem é universal, e outros materiais baseados em Ln(III) podem ser explorados. Notavelmente, a utilização de vários parâmetros termométricos permite obter uma precisão sem precedentes neste tipo de dispositivos de 0,2% na faixa de temperatura fisiológica. Também explorámos a aplicação da microscopia hiperespectral, uma técnica que combina espectroscopia com microscopia ótica, para obter simultaneamente informações espectrais e espaciais. Avanços recentes na reconstrução ótica aumentaram a relevância da imagem hiperespectral em aplicações biomédicas, como monitorização de agentes de bioimagem, identificação de patogénicos e células cancerígenas, e avaliação da internalização de nanopartículas em células. Neste contexto, foram sintetizadas nanopartículas de Gd2O3 codopadas com Yb(III)/Er(III), e foi realizada a sua caracterização estrutural e luminescente, bem como a avaliação de biocompatibilidade em linhagens celulares de melanoma humano (MNT-1 e A375). Usando a imagem hiperespectral 2D, abordámos a internalização das nanopartículas pelas células MNT-1 e a sua localização 3D em células fixas em diferentes planos e profundidades da cultura celular. Os resultados demonstram a distribuição das partículas em planos distintos dentro do volume celular, particularmente nas regiões citoplasmáticas e perinucleares. Além disso, usando a emissão das nanopartículas foi determinada a temperatura intracelular obtendo-se um valor compatível com a temperatura ambiente.