Upconverting and plasmonic nanomaterials for targeted detection and treatment of bladder cancer

Abstract

[ANGLÈS] Gold nanoparticles show a great potential as transducer agents in photothermal therapy thanks to their enhanced absorption due to a phenomenon known as surface plasmon resonance. Gold nanorods with a strong absorption in the near-infrared region, with a longitudinal resonance peak at 800nm and at 980nm, were synthesized by the seed-mediated growth method. In-vitro photothermal ablation experiments were carried out with bioconjugated 800nm gold nanorods, showing promising results. Upconverting phosphors nanoparticles are luminescent nanocrystals that have great potentials as bioprobes as they are able to absorb low energy photons in the near-infrared and emit high energy visible photons, through a process known as upconversion. The luminesce efficiency of the upconverting nanoparticles can be enhanced by its conjugation with gold nanorods, whose plasmon resonance is tuned to match the excitation wavelength of the fluorophore nanoparticles. Upconverting nanoparticles, consisting of a NaYF4 host matrix codoped with Yb and Er, were synthesized and characterized. Their future conjugation with 980nm gold nanorods provides the possibility of the simultaneous imaging and treatment of cancer.

[CASTELLÀ] Las nanopartículas de oro muestran un gran potencial como agentes transductores en terapia fototérmica gracias a su alta absorción debido a un fenómeno conocido como resonancia de plasmones superficiales (surface plasmon resonance). Nanobarras de oro (gold nanorods), con una fuerte absorción en el infrarrojo cercano y un pico de resonancia longitudinal localizado a 800nm y a 980nm, fueron sintetizadas por el método de crecimiento mediante semilla. Se realizaron experimentos in-vitro de ablación fototérmica utilizando nanobarras de oro bioconjugadas con una resonancia a 800nm, presentando resultados prometedores. Los fósforos sobreconversores (upconverting phosphors) son nanocristales luminiscentes que tienen un gran potencial como biosondas ya que son capaces de absorber fotones de baja energía en el infrarrojo y emitir un fotón visible de mayor energía a través de un proceso conocido como sobreconversión. La eficiencia lumínica de estas nanopartículas puede ser aumentada a través de su conjugación con nanobarras de oro cuya resonancia de plasmones está sintonizada con la longitud de onda de excitación de las nanopartículas fluoróforas. Se sintetizaron y caracterizaron nanopartículas sobreconversoras compuestas por una matriz anfitriona de NaYF4 dopada con Yb y Er. Su futura conjugación con nanobarras de oro con una resonancia localizada a 980nm ofrece la posibilidad de la simultánea captura de imágenes y tratamiento del cáncer.

[CATALÀ] Les nanopartícules d'or mostren un gran potencial com a agents transductors en teràpia fototèrmica gràcies a la seva alta absorció a causa d'un fenomen conegut com a ressonància de plasmons superficials (surface plasmon resonance). Nanobarres d'or (gold nanorods), amb una gran absorció en l'infraroig proper i un pic de ressonància longitudinal localitzat a 800nm i a 980nm, van ser sintetitzades pel mètode de creixement mitjançant llavor. Es van realitzar experiments in-vitro d'ablació fototèrmica utilitzant nanobarres d'or bioconjugades amb una ressonància a 800nm, presentant resultats prometedors. Els fòsfors sobreconvertidors (upconverting phosphors) són nanocristalls luminescents que tenen un gran potencial com a biosondes ja que són capaços d'absorbir fotons de baixa energia en l'infraroig i emetre un fotó visible de major energia a través d'un procés conegut com sobreconversió. L'eficiència lumínica d'aquestes nanopartícules pot ser augmentada a través de la seva conjugació amb nanobarres d'or amb una ressonància de plasmons sintonitzada amb la longitud d'ona d'excitació de les nanopartícules fluoròfores. Es van sintetitzar i caracteritzar nanopartícules sobreconvertidores compostes per una matriu amfitriona de NaYF4 dopada amb Yb i Er. La seva futura conjugació amb nanobarres d'or amb una ressonància localitzada a 980nm ofereix la possibilitat de la simultània captura d'imatges i tractament del càncer.