sidney j.l. ribeiro
TRANSCRIPT
Sidney J.L. Ribeiro
FAPESP, 9/11/2011- A Química inteligente a serviço da Medicina
pleonasmo!!
Casa da Cultura "Luiz Antônio Martinez Corrêa"
Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Araraquara (abril de 1957)
(4/9/1960)
4/9/1960
Ferroviária 4 Santos 0
(com Pelé e tudo!)
Bento Prado Jr
Fernando Henrique Cardoso
Ruth Cardoso
Jorge Nagle
Jean Paul Sartre
Jorge Amado
Simone de Bouvoir
São Paulo
Araraquara
Manoel Molina Jean Pierre Gastmans
Rubens Molinari
Waldemar Safiotti
Cirano Rocha Leite
Salomão Tabak
Massao Ionashiro
Osvaldo Serra e Fernando Galembeck Antonio C. Massabni
Cecília Laluce
Pós-Graduação em Química (1978)
Nível 6 CAPES
48 docentes credenciados
224 mestrandos e doutorandos
962 dissertações e teses
539 mestres e 423 doutores (várias cotutelas internacionais)
Graduação
Bacharelado
Bacharelado em Química Tecnológica
Licenciatura em Química
José R. Ernandes
80 docentes
150 funcionários
500 estudantes
17 mil m2
Homenagem às professoras do
Depto. de Química Geral e Inorgânica
IQ-UNESP
Vânia M. Nogueira
Elizabeth B. Stucchi
Marian R. Davolos
Ana M. Galindo Massabni Regina C.G. Frem Di Nardo
Maria Pedrina D. Mattioli
A CONTRIBUIÇÃO DE MARIE CURIE PARA A CIÊNCIA
E UM OLHAR SOBRE O PAPEL DAS MULHERES CIENTISTAS
Laboratório de Materiais Fotônicos
Sidney J.L. Ribeiro
Professor titular, Pesq. 1A CNPq Younes Messaddeq
Centro de Óptica, Fotônica e Lasers- COPL
Universidade Laval- Quebec- Canadá
Desenvolvimento de novos materiais fotônicos
Saúde Agricultura Meio ambiente
Telecomunicações
e Informação
Educação Transferência de Tecnologia
Disseminação de Ciência
Parceiros
COPL-Canada
INFo (INCT) Recife
UNICAMP
USP
IPEN
França-Toulouse, Angers
Italia-Trento
Portugal-Aveiro
Aplicações: Tecnologias de comunicação e informação
Tecnologias
Fibras e
guias de luz
Lasers
Amplificadores
Acopladores
Chaveamento
Óptico Rápido
Parceiros
COPL-Quebec
INO- Quebec
Aplicações: Agricultura
Tecnologias
Sensores à
base de fibra
para nutrientes
N, P, K, S
Parceiros
COPL-Univ. Laval
CRULRG/Neuroscience
Centre de Recherche
Université Laval Robert Giffard
DMC (Brasil)
INFo (INCT)(Brasil)
IPEN (Brasil)
USP-Ribeirão Prêto
UNICAMP
Aplicações: Saúde e Medicina
Tecnologias
Sensores à
base de fibras
para
sensoriamento
in-vivo
Biocelulose
Fibroína
Tratamento de
feridas
Câncer
Cirurgias
Cardíaca e de
Cérebro
Parceiros
COPL- Univ. Laval
INO (Quebec)
USP (SC,SP,RP)
Aplicações: Meio-ambiente
Tecnologias
Sensores à base
de fibras
Sensoriamento
Remoto
Energia Solar
Agradecimentos
-Younes Messaddeq (UNESP e COPL-Univ. Laval- Quebec-Canada)
-Luis D. Carlos, Rute A.S. Ferreira, Paulo S. André- Aveiro, Portugal
-Verónica Zéa-Bermudez- Trás-os-Montes, Portugal
-Jeannette Dexpert-Ghys, Marc Verelst, Marie-Joëlle Menu- Toulouse, France
-Cid B. Araújo, Anderson Gomes, Oscar L. Malta, Gilberto Sá- Recife
-Lauro J.Q. Maia- Goiânia
-Rogéria R. Gonçalves, J.Maurício A. Caiut, Antonio C. Tedesco- Ribeirão Preto
-Marco Cremona- Rio de Janeiro
-Luiz Fernando Cappa de Oliveira- Juiz de Fora
-Hermi F. Brito, Maria Cláudia F. C. Felinto- São Paulo
-Marcos Antonio Couto dos Santos- Aracajú
-Márcia Martinelli- Porto Alegre
-Laboratório de Materiais Fotônicos
Nanobiotec
Capes, Brazil
Química inteligente à serviço da Medicina
Química Inorgânica e Medicina
Bioinorgânica
Química de Materiais
Celulose, Fibroina, Materiais Luminescentes
Biocelulose
Substitutos para pele, curativos
Templates para crescimento ósseo
Whiskers- Cristais liquidos- whiskers- reforço para biomateriais
Substratos para OLEDs- Dispositivos para TFD Fibroina
Membranas proteicas
Sêda e Bio-optrônica. Base tecnológica
Materiais Luminescentes
Excitação no IV- Excitação multifóton de compostos de Eu3 e Tb3+
Conversão ascendente nanoparticulas Yb3+-Tm3+
Emissão no visível- imageamento, PDT, iluminação
Fibras ópticas- PIPE- colunas capilares, iluminação solar, ciclo circadiano
Roteiro
Gluconacetobacter xylinus
fibrilas
de celulose
fitas- auto-organização das fibrilas
CELULOSE BACTERIANA
ou
BIOCELULOSE
AÇUCAR
Hidrogel de biocelulose
-Resistência mecânica elevada
-98% água- 2% celulose pura
-rêde nanométrica 3D
-estrutura "aberta", funcionalização fácil
Química inteligente à serviço da Medicina
Química Inorganica e Medicina
Bioinorgânica
Química de Materiais
Celulose, Fibroina, Materiais Luminescentes
Biocelulose
Substitutos para pele, curativos
Templates para crescimento ósseo
Whiskers- Cristais liquidos- whiskers- reforço para biomateriais
Substratos para OLEDs- Dispositivos para TFD
Fibroina
Membranas proteicas
Sêda e Bio-optrônica. Base tecnológica
Materiais Luminescentes
Excitação no IV- Excitação multifóton de compostos de Eu3 e Tb3+
Conversão ascendente nanoparticulas Yb3+-Tm3+
Emissão no visível- imageamento, PDT, iluminação
Fibras ópticas- PIPE- colunas capilares, iluminação solar, ciclo circadiano
Bombyx mori
Materiais ópticos baseados em Fibroína
"Bio-Optrônica de sêda"
folhas de amora
Materiais à base
de proteínas
"Engenharia reversa"
Química inteligente à serviço da Medicina
Química Inorganica e Medicina
Bioinorgânica
Química de Materiais
Celulose, Fibroina, Materiais Luminescentes
Biocelulose
Substitutos para pele, curativos
Templates para crescimento ósseo
Whiskers- Cristais liquidos- whiskers- reforço para biomateriais
Substratos para OLEDs- Dispositivos para TFD
Fibroina
Membranas proteicas
Sêda e Bio-optrônica. Base tecnológica
Materiais Luminescentes e Guias de Luz
Excitação no IV- Excitação multifóton de compostos de Eu3 e Tb3+
Conversão ascendente nanoparticulas Yb3+-Tm3+
Emissão no visível- imageamento, PDT, iluminação
Fibras ópticas- PIPE- colunas capilares, iluminação solar, ciclo circadiano
Materiais Luminescentes para imageamento em Medicina
R.Weissleder, Nat. Biotech. 2001, 19,316
Janela de transparência da pele
mínima absorção pela hemoglobina (<650nm) e água (>900)
M.Nyk et al, Nano Lett. 2008, 8(11) 3839
Excitação multi-fóton de luminescência no visível
1 fóton
2 fótons
G.Piszczek, J.Fluoresc. 2001,11(2) 101
7F6
7F2
7F1
7F0
7F5
7F4
7F3
5D0
TE
Níveis de energia
Ligante Eu3+
Conversão ascendente de energia
Imagem e sensibilização de espécies fotoativas (TFD)
J.A.Barreto et al, Adv. Mater. 2011, 23, H18
CNP- compósito nanoparticulas-tetrafenilporfina
B.Ungun et al. Opt.Express 2009, 17(1)80
Mario Antonio Gomez (Padre Himalaia)
Concentrador solar com 80 metros quadrados- Temperaturas de 3500oC
2 medalhas de ouro na Exposição Universal de St. Louis, 1904
Forno solar- Odeillo- França
1 MW
Sol como fonte de luz e energia
Fusão de Pt
(1800oC)
Luz do sol
Lente de Fresnel
Fibra
Sistemas de iluminação
Ciclo circadiano respeitado
Economia de energia PIPE-FAPESP
wikipedia
Aumento da eficiência de celas solares de Si
Conversão de energia
UV-VIS, IV GAP do Si
Down-Conversion Up-Conversion
As celas de Si
usam 60% da energia
disponível, com 15%
de eficiência
Cooperação
Luiz A.O.Nunes
Hermi Brito
Rogéria R.Gonçalves
BIOCELULOSE
OU
CELULOSE BACTERIANA
W6+ W5+
ác. fosfotungstico- PWA
fases nemáticas quirais
filmes refletivos de celulose
Todos pré-requisitos e excelente perspectiva
para novos polímeros "verdes"
Celulose
Polímero mais abundante da terra;
Química riquíssima
Celulose é:
cientificamente interessante,
material eco-amigável,
"verde",
biocompatível,
obtida de fontes renováveis,
reciclável...
DESDE QUE VOCE ESTEJA
MUITO, MUITO LONGE
DA
DA INDÚSTRIA PRODUTORA!!!
CELULOSE É LEGAL!!
Argentina
Uruguai
Conflito INTERNACIONAL- desde 2006 nas Cortes Internationais
Onde instalar uma nova usina de celulose??
Rio Uruguai
“Impacto negativo ambiental, social e econômico,
que a instalação de uma usina produtora de celulose às margens do
Rio Uruguai pode ter sobre os residentes na área"
O problema
Felizmente, as plantas não são as únicas fontes de celulose
disponíveis...
Bacterias
algas
fungos
Celulose produzida por Gluconacetobacter xylinus
Extrusão de fitas Hidrogéis altamente
hidratados de celulose pura
meio de
cultura
rico em
açúcar-
2 dias
Filmes auto-sustentados
com espessura de
20 m a alguns mm
Biocelulose electrospinning
poli(estireno-co-dimetilsiloxano)
50 m 1 m
A estrutura nanométrica leva a propriedades
quimicas e mecânicas superiores
Fitas de Biocelulose
(1/100) daquelas de celulose de plantas
Livre de lignina e hemicelulose.
Elevada resistência
mecânica
(GPa)
transparencia
Hidrofilicidade
98-99% água
Não-Tóxica
Biocompatível
Filtro para
UVa-UVb
Rêde Ultrafina (elevada área superficial)
Aplicações médicas
Substituto Temporário
para pele
Curativo para queimaduras,
feridas de tratamento difícil,
úlceras crônicas
-reduz a dôr
-não há necessidade de troca de
curativos
-permeável a gases e não a líquidos
-prevenção de infecções
-acelera re-epitelização
-reduz a formação de cicatrizes
membrana sêca
membrana úmida
Biomacromolecules 8(1) 1 (2007)
Lentes de Contato para regeneração da córnea e tubos para substituição de veias
e artérias
Patente: BR200603704-A.
Curativos bactericidas
Ag e própolis
Mat.Sci. Eng.C 28, 2008, 515
Pro- a favor de
Polis- cidade
Usada pelas abelhas
como selante da
colméia
Curativos bactericidas, ação antiinflamatória, antioxidante
"spin-off" com Apis-Flora- Ribeirão. Preto
PIPE-FAPESP
Nanocompósitos BIOCELULOSE-COLÁGENO-HIDROXIAPATITA
peptídeos de fatores de crescimento OGP and OGP(10-14)
para regeneração óssea
Sybele Saska, Hernane S. Barud, Ana M.M. Gaspar,
Reinaldo Marchetto, Younes Messaddeq, Sidney J.L. Ribeiro
Int. J. Biomaterials, 2011, doi:10.1155/2011/17-5362
2 3
6
6
2 3
celulose CB+ Fmoc-Gly CB-Gly
Metodologia
Preparação dos compósitos de CB e colágeno (CB-COL)
filtração à vácuo
imersão em água imersão em DMF
Reação de esterificação
-ativação do grupo COOH terminal do Fmoc-Gly e esterificação
1,1’-carbonildiimidazol (CDI) e N-metilimidazol (NMI) em DMF
1
e
acoplamento
41
Metodologia
Solução de colágeno (0,24 mg/mL)
HOOC - +
condensação
24 h a 4°C
1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC) 5 mmol.L-1
CB-COL
secas a 37°C em molde prensado
esterilizadas com radiação gama a 20KGy
CB-COL
CB-Gly
42
etanol 20% CaCl2 0,05 mol.L-1
(pH 5,8)
Na2HPO4 0,1 mol.L-1
(pH 9,2)
24 h
25°C
24 h
25°C
24 h
25°C
CB-HA
Metodologia
Preparação dos compósitos de CB e HA (CB-HA)
Hutchens et al. (2006)
CB-HA
secas a 37°C em molde prensado
esterilizadas com radiação gama a 20KGy
CB
43
Metodologia
Preparação dos compósitos (CB-COL)-HA e (CB-HA)-COL
(CB-COL)-HA (CB-HA)-COL
secos a 37°C em molde prensado
CaCl2
0,05 mol.L-1
Na2HPO4
0,1 mol.L-1
24 h
25° C
esterilizados com radiação gama a 20KGy
Compósito CB-COL
Hutchens, et al. 2006 24 h 25° C
(CB-COL)-HA
compósito
Compósito CB-HA
Solução de colágeno
tipo I 0,24 mg/mL
e EDC 5 mmol.L-1
(CB-HA)-COL
compósito
24 h 4° C
44
Metodologia
Incorporação do OGP e do OGP [10-14] as amostras
72 h
4° C
secas a 37°C em molde prensado
esterilizadas com radiação gama a 20KGy
amostra
+
peptídeo Solução
Peptídica
[10-9 mol.L-1]
CB
CB-HA
CB-COL
(CB-HA)-COL
(CB-COL)-HA
Solução
Peptídica OGP-CF
[10-6 mol.L-1]
45
BC BC-COLLAGEN
(BC-COL)-HYDROXYAPATITE (BC-COL)-HYDROXYAPATITE
-propriedades de bioatividade e osteoindução
-observação de diferenciação osteogênica
-aplicação potencial para regeneração óssea
Depósito de patente nacional em 31/05/2010. Pedido de PCT (depósito internacional): 05/2011
Biocelulose- um material multifuncional
-Preparação- Membranas sÊcas e úmidas
-curativos, substitutos para a pele
-tubos, substitutos para vasos sanguíneos
-lentes de contato terapêuticas
-compósitos BC-colágeno-HAP
-Dispositivos ópticos
-filmes fotocrômicos
-eletroluminescência- substratos para FOLEDs
-dispositivos avançados para TFD?
-whiskers de celulose- filmes coloridos sem pigmentos
V
Híbridos orgânicos-inorgânicos fotocrômicos
Biocelulose - Polioxometalatos
H3[PW12O40]- ácido fosfotungistico - PWA
12 octaedros [WO6]
ao redor de
1 tetraedro [PO4]
Aplicações de POM´s, - Katsoulis, Chem. Rev. 98, 359 (1998)
-Revestimentos resistentes a corrosão,
-pigmentos, corantes, tintas,
-materiais para memorias ópticas,
-Eletrofotografia. Toners, ,
-Membranas.
-Sensores,
-Eletrodos Seletivos
-Sensores de gases,
-Dispositivos eletrocrômicos,
-Celas de combustíves,
-Capacitores,
-branqueamento de polpa de celulose
(deslignificação oxidativa)
-Agentes precipitantes de Proteinas,
-Processamenteo de lixo radioativo,
-Sorvente de Gases,
-etc...
Imagens de Microscopia Eletrônica de Transmissão
Impregnação de membranas hidratadas em soluções de PWA
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
0
1
2
Ab
so
rptio
n (
u.a
)
Wavelength (nm)
Illumination @ 351 nm
Recovering:
24h @ RT;
30´ @100oC
Ea~0.13eV
dd IVCT(1.6eV)
IVCT (1eV)
W6+W5+
Arquitetura de OLED´s
A eletrônica de hoje precisa de substratos que sejam flexiveis e
possam ser enrolados
2a Ger.
Flat Panel Display
1a Ger.
CRT
3a Ger.
Flexible Display
Thin film solar cell Flexible solar cell Bulk solar cell
e também preparados por metodologias verdes,
e também preparados de fontes renováveis,
e também recicláveis
• DuPont Films
Ra: 5.5nm Ra: 6.7nm Ra: 0.8nm
CONTENTS Substratos Flexíveis
Substratos Plásticos
É necessária a
utilização de barreira
para oxigênio e água
SiO2, AlO3, Barix TM
Resistividade ~ 10-4 W/cm
Caracteristicas para substratos de FOLED´s
BC pura
Compósito Transparente
Aumento na transparência - recobrimento com HOI GPTS-bohemita
HOI CB/Boe-GPTS
J.Non-Cryst. Sol. 354, 4795, 2008
CB hidratada (HBC)
Boehmita-GPTS
BC sêca (DBC)
Membranas híbridas multifuncionais
Transparentes e bi-fásicas
membranas úmidas membranas sêcas
Transparência
híbrido
biocelulose inicial
Propriedades mecânicas
Módulo
de
Young
(GPa)
BC 12,7
DBC 2,8
HBC 13,7
O2 diffusion rate 1320 mL/m2/day BC membrane
29 mL/m2/day OIH
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
0
20
40
60
80
100
120 (c) (a)
S
tre
ss (
MP
a)
Strain (%)
(b)
Dispositivos para Terapia Foto Dinâmica Patente PI0903286-OA2
Dispositivos eletrônicos flexíveis à base de biocelulose
ETL
Alq3 (40 nm)
HTL
NPB (45
nm)
BC
ITO
Al (120 nm)
Light
CuPc (15 nm)
N
AlO
N
ON
O
Alq3
Alq3 = tris(8-hidroxi)quinolinato de alumínio
NPB
CONTENTS Small Molecules
CuPc- ftalocianina de cobre
Camada ativa
Injeção de elétrons e buracos
N,N-di(naftaleno-2-il)-N, N-difenil-benzeno
CONTENTS Fabricação
rf – magnetron sputtering
Targets: In2O3 (90% wt): SnO2 (10% wt)
SiO2
Material Power
(W)
Pressure
(mPa)
Time
(min)
Thickness
(nm)
SiO2 50 6 20 90
ITO 30 8 30 185
Material Power
(W)
Pressure
(mPa)
Time
(min)
Thickness
(nm)
SiO2 50 6 20 90
ITO 30 8 30 185
Substrate
Material
Resistivity
(W.cm)
Optical
Transmittance at
550 nm
Final Roughness
(nm)
Biocellulose 7,34 x 10-4 80-90 % 49,54
Acetate 9,40 x 10-4 80 % 1,04
PU 3,06 x 10-2 70 % 28,63
Eletroluminescência
(X=0.14, Y=0.52).
400 450 500 550 600 650
0
20
40
60
80
100
120
(a) 6 V
(b) 10 V
(c) 12 V
(d) 14 V
(b)
Inte
nsi
ty (
arb
. u
n.)
Wavenlegth (nm)
(a)
(c)
(d)
OLED baseado em membrana de BC
400 450 500 550 600 650
0
20
40
60
80
100
120
(a) 6 V
(b) 10 V
(c) 12 V
(d) 14 V
(b)
Inte
nsi
ty (
arb
. u
n.)
Wavenlegth (nm)
(a)
(c)
(d)
-10 -5 0 5 10 15 20
-0.0005
0.0000
0.0005
0.0010
0.0015
0.0020
0.0025
Cur
rent
(A
)
Voltage (V)
BC Membrane
Standard Oled
Nanoceluloses “whiskers” ou “nanocristalitos”
obtidos de hidrólise ácida
Módulo de Young (GPa)
Biocelulose 140
aço 200
Alumínio 70
hidrólise ácida
Whiskers de celulose a partir de BC
10g BC
175mL H2SO4 64%
50oC/30min
Suspensãp aquosa de NCC estabilizada eletrostaticamente
separação de fases - Fase isotrópica (superior) e fase ordenada (inferior)
acima da concentração crítica
cristal liquido nemático quiral (ou colestérico)
J.F.Revol et al, Int.J.Biol.Macromol. 1992, 14(3), 170
J.Pan et al, Macromol. 2010, 43, 3851
Beck et al, Biomacromolecules, 2011, 12, 167
Aumento do passo nemático quiral pelo efeito de ultrasom
interações mais fracas,
devido ao ultrasom,
levam a valores maiores para
o passo!
400 500 600 700 800
Wavelngth (nm)
ultrasom
moldes
Suspensões dos whiskers em água
Fase nemática quiral
filmes nemáticos
quirais iridescentes
0J
250J
700J
1800J
2500J
energia de ultrasom
"filmes
coloridos sem
pigmentos"
Tra
nsm
issio
n
1cm
Filmes iridiscentes e pigmentos reflectivos à base de celulose
FIBROINA
-filmes finos, rêdes de difração luminescentes (réplicas de sêda)
-esponjas magnéticas
Eu3+
HOI fibroina-GPTS
"Vale da sêda"
Imigração japonesa
para o Brasil- Década de 20
Terceiro lugar no mundo em produção de sêda)
(1- China e 2- India)
A rota da sêda
Sêda= FIBROINA + SERICINA
cola protêica
proteina
fibrosa
folhas
casulo de sêda fio de sêda
SERICINA
FIBROINA
Esponjas magnéticas
[fibroina]
T
2Fe3+(aq) + Fe2+(aq) + 8OH-(aq) Fe3O4(s) +
4H2O(l)
Inverse spinel fcc structure
FeO.Fe2O3
Fe3O4(s) g-
Fe2O3
O2
Superparamagnetic maghemite nanoparticles
Magnetite or Iron Ferrite
Maghemite Inverse spinel fcc structure
g-Fe2O3
Ionic Ferrofluid Colloidal stability by oleic acid
Coprecipitation method
Maghemita (g-Fe2O3)
Silk Fibroin Solution
Ferrogéis de sêda
"magnetic squeezing"
Ferrogéis- M.Zrinyi et al., Polymer Gels and Networks (1997) 5, 415
Rêdes de difração luminescentes- Bio-Optrônica
Réplicas de Sêda
Matriz
(DVD comercial)
Sol. de Fibroina + complexo de Eu3+
vertida sobre a matriz + secagem
Rèplica de sêda Luminescente
Microscopia Eletrônica de Varredura
Microscopia Óptica
Laser pointer UV Laser pointer verde
Emissão de Eu3+
Guias de luz planares- Bio-Optrônica
Híbridos Orgânicos-inorgânicos
Fibroina - GLYMO
Filmes finos preparados por spin-coating em substratos SiO2-Si
-400 -200 0 200 400 600 800 1000
66
69
72
75
78
81
84
-6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14
46 48 50 52 54 56
1.40 1.45 1.50 1.55 1.60 1.65
TablePos
I(%
)
IntAngle
ExtAngle
Beta
Espectroscopia "M-Lines" (acoplamento de prisma)
Índice de Refração: 1,54 Espessura: 3,0116 +- 0,01 m
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
1.46
1.47
1.48
1.49
1.50
1.51
1.52
1.53
1.54
Re
fra
ctio
n In
de
x
Thickness (m)
Filmess Fibroina- GPTS(40%) obtidos por spin-oating em substratos SiO2-Si
Magnification:
1.000x
Estrutura porosa de fibroina liofilizada
3.000x
Biocomposito Biocelulose e 3% Fibroina
2.000x
10.000x
20.000x
Biocelulose liofilizada
Biocompósito biocelulose - 3% of fibroina.
Química Inteligente e Medicina
Biocelulose
Substitutos para pele, curativos
Templates para crescimento ósseo
Whiskers- Cristais liquidos- whiskers- reforço para biomateriais
Substratos para OLEDs- Dispositivos para TFD
Fibroina
Membranas proteicas
Sêda e Bio-optrônica. Base tecnológica
Materiais Luminescentes
Excitação no IV- Excitação multifóton de compostos de Eu3 e Tb3+
Conversão ascendente nanoparticulas Yb3+-Tm3+
Emissão no visível- imageamento, fontes de luz para PDT
Fibras ópticas- PIPE- colunas capilares, iluminação solar, ciclo circadiano
Lu Yb Tm Er Ho Dy Tb Gd Eu Sm Pm Nd Pr Ce
Propriedades espectroscópicas de compostos de Ln3+
Lanthanoides número atômico- 58 a 71
preenchimento progressivo dos orbitais f (protegidos pelos orb.5s e 5p)
-Interações iônicas
(similares aos alcalinos terrosos)
-Espectros Eletrônicos apresentado
linhas finas e fracas
-Efeitos de Campo ligante fracos
Espectro de Absorção de um vidro com Ho3+
Padrão para comprimentos de onda
em espectroscopia de absorção
consequências
Compostos de Eu3+
Emissores de luz vermelha
sob excitação de
luz, radiação de alta energia,
campo elétrico, stress mecânico, etc.
O estudo espectroscópico
permite a obtenção
de informações importantes
sobre estrutura e natureza
da matriz
Sonda estrutural para:
-novas matrizes amorfas ou
cristalinas
-compostos de íons
espectroscopicamente inertes
como o Ca2+
Materiais Luminescentes
Lasers, amplificadores ópticos,
Marcadores para imageamento e
diagnóstico
sensores,
sensores ópticos de temperatura
etc
Adv.Mater. 2009, 21, 509
7F6
7F2
7F1
7F0
7F5
7F4
7F3
5D0
Excitação da Luminescência
transições ff - coef. de absorção baixos (10)
transições dd - 1000
moléculas orgânicas - 106
Ligantes Orgânicos
Aumento na eficiência de absorção de luz,
seguida de transf. de energia para o Eu3+,
e aumento da emissão de luz
Efeito Antena
TE
Níveis de energia
Ligante Eu3+
S.V.Eliseeva, J.C.G. Bunzli, Chem.Soc.Rev. 2010, 39, 189
Marcadores ópticos
UNESP
- Faculdade de Medicina de Botucatu
Prof. Dra. Elenice Deffune
USP
- Instituto de Química
Prof. Dr. Hermi Brito
IPEN
-Comissão Nacional de Energia
Nuclear
Dra. Claudia Felinto
UFPe
-Depto de Química Fundamental
Prof. Dr. Oscar Malta
CEMES – CNRS
Dra. Jeannette Dexpert-Ghys
Universidade de Aveiro
- Departamento de Física
Prof. Dr. Luis D. Carlos
UPS
- Departamento de Química
Prof. Dra. Marie Joelle Menu
Pylote
Prof. Dr. Marc Verelst
UNESP
- Instituto de Química
Prof. Dr. Sidney José Lima Ribeiro (Coord.)
08 - Pós-doutorandos
06 - Bolsas CAPES
01 - CNPq
01 - FAPESP
REDE NANOBIOTEC
Materiais Luminescentes para imageamento em Medicina
R.Weissleder, Nat. Biotech. 2001, 19,316
Janela de transparência da pele
mínima absorção pela hemoglobina (<650nm) e água (>900)
M.Nyk et al, Nano Lett. 2008, 8(11) 3839
Prasad et al. 2008, 8(11) 3834 Marcadores por conversão ascendente
Kumar at al, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 853
Bioimageamento Óptico (NaYF4:Yb,Er,Eu)
Yb-Er
Upconversion c/AC s/AC
Eu
Downconversion
...Mas com a Química nós vamos avançar ainda mais.
Os estudos mostram que em 2050 nós vamos chegar a 100 anos
e as mulheres não morrerão mais...
Governador Geraldo Alckmin
IQ-UNESP - 10/08/2011
Governador Geraldo Alckmin
Prefeito Araraquara Marcelo Barbieri,
Reitor UNESP Julio C. Durigan,
Dep. Estadual Roberto Massafera,
Diretor do IQ- José R. Ernandes