"Mobilitas järeldoktori uurimistoetus" projekt MJD167
MJD167 (MJD167) "Haruldaste muldmetallidega dopeeritud nanoosakesed meditsiinilises fluorestsentsdiagnostikas (1.08.2011−31.07.2014)", Alexandr Popov, Tartu Ülikool, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Füüsika Instituut.
MJD167
Haruldaste muldmetallidega dopeeritud nanoosakesed meditsiinilises fluorestsentsdiagnostikas
Rare-earth ions doped nanoparticles for fluorescent medical diagnostics
1.08.2011
31.07.2014
Teadus- ja arendusprojekt
Mobilitas järeldoktori uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.12. Protsessitehnoloogia ja materjaliteadusT151 Optilised materjalid 2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).50,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.16. Biotehnoloogia (loodusteadused ja tehnika)T490 Biotehnoloogia 2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).50,0
AsutusRollPeriood
Tartu Ülikoolkoordinaator01.08.2011−31.07.2014
Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Füüsika Instituutkoordinaator01.08.2011−31.07.2014
PerioodSumma
01.08.2014−31.07.2014100 480,00 EUR
100 480,00 EUR

Projekt käsitleb materjalide tehnoloogiat ja on lähedalt seotud biotehnoloogia ning tervishoiuga, mis on prioriteetsed valdkonnad Eesti teadus- ja arendustegevuses ja avardavad ka Tartu Ülikooli Füüsika Instituudi (TÜFI) potentsiaali. Projekti eesmärk on anorgaaniliste nanoosakeste baasil fluorestsentsmarkerite (biomärgendite) väljatöötamine sisekudede (nt vähirakkude) meditsiiniliseks diagnostikaks. „Pehmete“ keemiliste meetodite abil on planeeritud lisandatud nanoosakeste (suurus 10–100 nm) disainimine oksiidide R2O3:RE3+ (R=Gd,La,Y; RE=Nd,Tm,Yb) baasil. Mainitud RE ioonid omavad neeldumis/kiirgusüleminekuid lähi-infrapunas (0.7–1.1 mkm), mis kattub bioloogiliste kudede läbipaistvusega ja on potentsiaalselt sobilikud kudede optiliseks kuvamiseks. Lisaks annavad RE ioonide kiirguse pikad eluead ning kitsad ja intensiivsed fluorestsentsjooned sellistele nanokiirguritele eelise võrreldes orgaaniliste värvainetega. Vajadus R2O3: RE3+ nanoosakeste järgi on tingitud kahjustatud kudesid toitvate veresoonte pooride suurusest. Projekti peamine uudsus seisneb võimaluses fluoresents- ja magnetresonantstomograafia (MRT) kujutiste kooskasutamises, kuna Gd3+ ioone sisaldavad ained on MRT-s juba evitatud. Projekt on sihitud ülalkirjeldatud nanoosakeste disainimisele ja nende füüsikalis-keemiliste, luminestsents- ja biofüüsikaliste omaduste uurimisele sõltuvana nende morfoloogiast ja suurusest. Kasutatakse kaasaegseid materjalide valmistamise ja karakteriseerimise meetodeid nagu „pehme“ keemia, ultraheli dispergeerimine, konfokaalne fluorestsentsmikrospektroskoopia, elektronmikroskoopia. Suurt tähelepanu vajab fundamentaalsete probleemide lahendamine, mis on seotud RE3+ ioonide füüsikaliste omaduste muutumisega üleminekul mikroümbruselt nanoümbrusele. Projekt viiakse ellu peamiselt TÜFI-s. Nähakse ette tihedat teaduslikku koostööd TÜ Keemiainstituudiga, Venemaa TA Üldfüüsika Instituudiga ning Üldise ja Anorgaanilise Keemia Instituudiga (Moskva).
Project is targeted to materials technology and closely related to biotechnology and health as the priority areas of Estonia and planned to diversify the potential of Institute of Physics of University of Tartu (IPUT). The principal goal of the Project is a development of inorganic nanoparticles for florescent markers (biomarkers) in medical diagnostics of inner organs, e.g. cancer diagnostics. By using of “soft” chemical methods it is planned to design impurity nanoparticles with the sizes of 10-100 nm based on oxides R2O3:RE3+ (R = Gd, La, Y; RE=Nd, Tm, Yb). The RE-ions mentioned above have absorption/emission transitions in near IR (700-1100 nm), which matches transparency range of biological tissues and could be used for their imaging. Also, long lifetimes, narrow and intensive fluorescence spectral lines of the RE3+ ions give advantages comparing to organic dyes. The need to use the R2O3: RE3+ nanoparticles for selective imaging is determined by pores sizes of blood vessels feeding ill-tissues. Principal novelty of the Project is an idea of simultaneous use of optical imaging and magneto-resonant-tomography (MRT), as media containing Gd3+ ions are already in use for MRT. The Project is mainly targeted to design of the nanoparticles and investigation of physicochemical, luminescent and biophysical properties in dependence on their morphology and sizes. Advanced methods of preparation and investigation such as “soft” chemistry, ultrasonic dispersion, fluorescent confocal micro-spectroscopy and SE- and TE-microscopy will be used. Big efforts will be spent to solve fundamental problems of modification of physical properties of RE3+ by change-over from micro- to nanosizes. Project will be carried out mainly at IPUT. A tight scientific cooperation with Institute of Chemistry of UT, General Physics Institute and Institute of General and Inorganic Chemistry of Russian Academic of Sciences (Moscow) is foreseen.