Desenvolvimento de nanomateriais luminescentes de óxido de estanho e óxido misto de estanho/titânio dopados com íons terras raras para aplicações biológicas

Abstract

Atualmente, nanocristais semicondutores de banda larga dopados com íons lantanídeos trivalentes (Ln3+) têm sido o foco de interesse da pesquisa devido às suas propriedades ópticas distintas e potenciais aplicações em dispositivos ópticos e biosondas luminescentes. Devido à grande razão superfície / volume e ao efeito de confinamento quântico, as propriedades físico-químicas das matrizes em nanoescala podem diferir do material "bulk", afetando as propriedades de luminescência e a dinâmica dos estados excitados dos íons Ln3+. No entanto, uma questão importante para as nanopartículas (NPs) semicondutoras é se os íons Ln3+ são realmente incorporados na rede cristalina, uma vez que suas propriedades químicas geralmente diferem das dos cátions dos semicondutores. Este trabalho apresenta a síntese, caracterização e estudos de fotoluminescência do óxido de estanho dopado com európio e térbio (SnO2:Eu3+; SnO2:Tb3+ e SnO2:Eu3+, Tb3+), preparados pelo método de coprecipitação, bem como do óxido misto de estanho / titânio dopado com neodímio (Sn1-xTixO2:Nd3+), preparado pela combinação dos métodos de coprecipitação e hidrotérmico. Esses materiais foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho, análise termogravimétrica, difração de raios X (método do pó), microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva por raios X e microscopia eletrônica de transmissão. As propriedades ópticas foram investigadas por espectroscopia de reflectância difusa, espectroscopia de fotoluminescência, bem como curvas de decaimento de emissão. Sabe-se que na "janela biológica", na região do infravermelho próximo (NIR), a emissão dos biomarcadores não se sobrepõe à emissão dos constituintes fisiológicos (isto é, pigmentos, proteínas, coenzimas, água). Então, aproveitando-se da vantagem que os íons Nd3+ possuem bandas de absorção e emissão na região NIR, as propriedades luminescentes das soluções sólidas Sn1-xTixO2:Nd3+ foram investigadas sob excitação laser de 808 nm, visando aplicações biotecnológicas. Devido às informações sobre a toxicidade dessas NPs em células serem escassas, foram realizados ensaios de citotoxicidade in vitro dessas NPs com linhagem celular normal de fibroblastos murinos NIH/3T3 . Dessa forma, os estudos de fotoluminescência e citotoxicidade sugeriram que esses luminóforos podem ser potencialmente usados para bioaplicação.