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Emission Control of Rare-Earth Nanoparticles

Description du projet

Le contrôle des modes d’émission de lumière des nanoparticules permet deux fonctions pour une même particule

La capacité à intégrer le diagnostic au traitement (théranostique) offre des avantages considérables en termes de confort pour le patient, de coûts et de durée de diagnostic et de traitement. Par exemple, lors d’une coloscopie de routine, un polype rencontré à l’aide d’un coloscope à fibres optiques peut être retiré au cours de la même intervention en passant simplement une petite boucle métallique dans le coloscope pour sectionner le polype à l’aide d’un courant électrique. Les nanoparticules (NP) sont particulièrement qualifiées pour permettre une théranostique avec des particules uniques. Les NP de terres rares peuvent émettre de la lumière en réponse à une stimulation dans le proche infrarouge qui est déplacée vers des longueurs d’ondes plus longues ou plus courtes. Cependant, il est actuellement impossible de contrôler les modes d’émission. Le projet MONOCLE, financé par l’UE, a pour mission de remédier à cela, en ouvrant la voie à une théranostique innovante et à de nouvelles architectures de NP de terres rares pour une variété d’applications qui reposent sur des matériaux luminescents.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

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

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2019

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Coordinateur

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MADRID
Contribution nette de l'UE
€ 245 732,16
Adresse
CALLE EINSTEIN 3 CIUDAD UNIV CANTOBLANCO RECTORADO
28049 Madrid
Espagne
Région
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 245 732,16

Partenaires (1)