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Emission Control of Rare-Earth Nanoparticles

Descripción del proyecto

Controlar los modos de emisión de luz de las nanopartículas ofrece dos funciones en una sola partícula

La capacidad de integrar el diagnóstico con el tratamiento (tratanóstico) ofrece importantes ventajas para la comodidad del paciente, los costes, el diagnóstico y el tiempo de tratamiento. Por ejemplo, durante una colonoscopia rutinaria, se puede eliminar un pólipo encontrado con el colonoscopio de fibra óptica durante este mismo procedimiento. Para ello, simplemente se necesita hacer pasar un pequeño aro de alambre a través del colonoscopio para extirpar el pólipo aplicando una corriente eléctrica. Las nanopartículas (NP) resultan especialmente adecuadas para el tratanóstico por partículas independientes. Las nanopartículas basadas en tierras raras pueden emitir luz como respuesta a la estimulación de infrarrojos cercanos que se modula hacia longitudes de onda más largas o más cortas. Sin embargo, actualmente no es posible controlar los modos de emisión. El proyecto financiado con fondos europeos MONOCLE busca cambiar esto, preparando así el camino para tratanósticos innovadores y nuevas arquitecturas de nanopartículas basadas en tierras raras para una amplia variedad de aplicaciones a partir de materiales luminiscentes.

Objetivo

Optical theranostic (diagnostic + therapy) techniques are low-cost, safe, and constitute a next big leap in the betterment of human healthcare. In that regard, luminescent nanoparticles (NPs) are poised to become the multifunctional instruments of personalized medicine. However, present-day theranostic NPs provide no control over their arsenal of capabilities – their competences are often entangled so that diagnostics cannot be done without therapy. In the same way that surgeons do not cut before ascertaining what and where to cut, so do light-responsive nanoparticles must have the flexibility to switch between their imaging/sensing and therapeutic modalities at-will. Rare-earth NPs (RENPs) are endowed with downshifting (Stokes) and upconversion (anti-Stokes) luminescence stimulated by near-infrared light; thus, RENPs are designed for non-invasive deep-tissue optical imaging (to diagnose) and in-situ mediation of photochemical processes (to treat). As such, RENPs are just the right candidates to decouple therapy from diagnostics, while preserving both in a single theranostic NP. With MONOCLE, I propose a tangible and timely development of RENPs with built-in control over their different emission modes. Capitalizing on the modular design of RENPs in unison with temporally modulated laser excitation, I intend to separate downshifting and upconversion processes creating truly-multifunctional theranostic RENPs (TMTs). In essence, TMTs are destined to apply “measure twice and cut once” philosophy – which constitutes benign examination and diagnosis of the target, with in-situ treatment available on-demand. Successful development of TMTs is projected to have far-reaching implications in safe and selective use of light-controlled nanomedicines. Furthermore, the multidisciplinary nature of this project is anticipated to foster new RENP architectures and alternative excitation pathways, decisively advancing not only biomedical but also luminescent materials science research.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) H2020-MSCA-IF-2019

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Coordinador

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MADRID
Aportación neta de la UEn
€ 245 732,16
Dirección
CALLE EINSTEIN 3 CIUDAD UNIV CANTOBLANCO RECTORADO
28049 Madrid
España
Región
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 245 732,16

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