00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF
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Tipo: Tese
Título: Ag2S nanodots for advanced biological applications through luminescence thermometry and fluorescence images
Autor(es): Santos, Harrisson David Assis
Primeiro Orientador: Silva, Carlos Jacinto da
Segundo Orientador: Garcia, Daniel Jaque
metadata.dc.contributor.referee1: Carlos, Luís António Ferreira Martins Dias
metadata.dc.contributor.referee2: Araujo, Renato Evangelista de
metadata.dc.contributor.referee3: Fonseca, Eduardo Jorge da Silva
metadata.dc.contributor.referee4: Moura, André de Lima
Resumo: Investigações/descobertas notáveis foram realizadas/encontradas durante todo o desenvolvimento desta tese motivadas pela necessidade de tecnologias atualizadas que estimulam o bem-estar humano básico e sua sobrevivência. Nanoestruturas híbridas baseadas em “nanopontos” de semicondutor de sulfato de prata (daqui por diante chamaremos de Ag2S nanodots) têm sido empregadas para realizar diversas tarefas desafiadoras, isso por conta de seus desempenhos excelentes e únicos como agentes fluorescentes de caráter multifuncional, atuando como nanoaquecedores, sensores térmicos, rotuladores biológicos em nível celular e indicadores de estado médico. Com base nestas tão bem conhecidas características excepcionais das nanoestruturas de Ag2S nanodots, um dos grandes desafios focado nesta tese foi sobre possíveis métodos de síntese de Ag2S, visando melhorar as propriedades estruturais e de fluorescência, suas biocompatibilidades e funcionalização de superfície visando propostas específicas. Além disso, as emissões de fluorescência encontram-se na chamada segunda janela biológica (II-BW), conduzindo a profundidades de penetrações mais profundas de fótons emitidos e reduzindo assim sinais de autofluorescência por tecidos, já que esses fótons de energia são fracamente espalhados ou absorvidos por tecidos vivos. Outra vantagem notável é que este material é bem excitado por fótons com comprimento de onda em torno de 800 nm, que são também fracamente absorvido por tecidos vivos. Todas essas características excelentes junto com seu caráter de múltiplas aplicações abrem possibilidades de uma das mais desejadas aplicações no que diz respeito a ensaios pré-clínicos. Entre algumas, nós conseguimos conduzir com as que serão brevemente mencionadas a seguir: Experimentos em ex-vivo foram projetados para fornecer informações detalhadas sobre gradientes térmicos em estudos subcutâneos baseados na dependência com a temperatura da dinâmica de fluorescência resolvida no tempo de nossos Ag2S produzidos (ou comprados), ou seja, explorando sua habilidade como sensor térmico. Ainda com respeito a sua habilidade de sensoriamento térmico baseados em propriedades luminescentes, nos capacitou realizar detecção de um tumor de melanoma e, além disso, predizer seu estágio com excelente precisão. Durante o desenvolvimento desta tese nós também produzimos uma nova versão de Ag2S nanodots, sendo de longe o agente de contraste fluorescente mais brilhante reportado até o momento na literatura. Nós o nomeamos de Ag2S superdots e alguns ensaios pré-clínicos foram realizados, nos capacitando monitorar, por exemplo, sua bio-distribuição em in vivo após administrar uma dose pequena por via intravenosa e usando a mais baixa densidade de potência até o momento relatada.
Abstract: Remarkable investigations/discoveries were performed/found out throughout the development of this thesis motivated by the needs of updated technologies that support basic human well-being and survival. Hybrid nanostructures based on the semiconductor of silver sulfide nanodots (Hereafter, Ag2S nanodots) have been employed for carrying out different challenging tasks because of their unique and superb performance as a florescent agent of multifunctional character, acting as nanoheaters, thermal sensors, biolabelings and biomarkers. Based on these well-known outstanding features of nanostructures of Ag2S nanodots, one major challenge in this thesis was to focus on their synthesis production, aiming to improve structural and fluorescence properties, their biocompatibilities and to achieve suitable surface decoration to specific purposes. Furthermore, their fluorescence emission lies in the so-called second biological window (II-BW), conducting to higher penetration depths of emitted photons and reducing autofluorescence due to the barely scattering and absorption of these energy photons in living tissues. Another remarkable advantage is that this material is well-excited under 800 nm of excitation photons, which is also weakly absorbed by living tissues. All these terrific features working in partnership with its multifunctional character open up the possibility of realizing so dreamed applications concerning preclinical assay. Among them, we could deal with some as can be briefly mentioned: Ex-vivo experiments were projected to provide detailed information about thermal gradients in subcutaneous studies based on the temperature dependency of the time-resolved fluorescence dynamics of our synthesized (or purchased) Ag2S, in other words, exploiting its thermal sensing talent. Concerning its thermal sensing ability based on the luminescence properties, it also enabled us to perform an efficient detection of a tumor and even providing a well accurate prediction of its stage. During the progress of this thesis we also produced a new version of Ag2S nanodots by far the brightest contrast agent reported in literature so far. We named them as Ag2S superdots and some preclinical assay were carried out, enabling us to monitor, for example, its in vivo bio-distribution after low-dose intravenous administration and using the lowest power density dose so far reported.
Palavras-chave: Fluorescência - Imagens
Termoluminescência
Nanomedicina
Fluorescence Imaging
Fluorescence Thermometry
Ag2S nanodots
Nanomedicine
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Citação: SANTOS, Harrisson David Assis. Ag2S nanodots for advanced biological applications through luminescence thermometry and fluorescence images. 2022. 154 f. Tese ( Doutorado em Física) - Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, Universidade Federal de Alagoas/ Universidad Autónoma de Madrid, Maceió, 2020.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/10603
Data do documento: 13-mar-2020
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