Ilustração esquemática da estratégia de decodificação de excitação dupla com base em nanocompósitos híbridos para detecção térmica usando a razão de intensidade de duas emissões em comprimento de onda idêntico como o parâmetro termométrico. Crédito:Grupo do Prof. CHEN Xueyuan
A nanotermometria luminescente é um método não invasivo de detecção de temperatura in vivo, o que é importante em pesquisas de biologia e nanomedicina.
Os métodos tradicionais de termometria raciométrica geralmente usam a razão de intensidade de duas emissões não sobrepostas com respostas térmicas distintas como o parâmetro termométrico. Contudo, tais métodos sofrem de uma precisão muito baixa na leitura da temperatura do tecido profundo.
Em um estudo publicado em Ciência Avançada, um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Chen Xueyuan do Instituto Fujian de Pesquisa sobre a Estrutura da Matéria (FJIRSM) da Academia Chinesa de Ciências propôs uma nova estratégia de decodificação de excitação dupla para sensoriamento térmico de alta precisão.
Esta estratégia é baseada em nanocompósitos híbridos compreendendo pontos quânticos NIR automontados (QDs) e Nd 3+ nanocristais de fluoreto dopados (NCs), em que a razão de intensidade de duas emissões em comprimento de onda idêntico é definida como o parâmetro termométrico para evitar interferência prejudicial da atenuação de fótons dependente do comprimento de onda e da temperatura no tecido.
Os pesquisadores elaboraram elaboradamente os nanocompósitos híbridos compostos de NIR QDs e NCs para adquirir a razão de intensidade de duas emissões sobrepostas em 1057 nm atribuídas a QDs e NCs, respectivamente, como o parâmetro termométrico sob excitação de 808 nm.
Beneficiando-se das propriedades de absorção díspares entre QDs e NCs, os sinais de emissão sobrepostos podem ser decodificados com facilidade para adquirir sua razão de intensidade por meio da estratégia de decodificação de excitação dupla que empregou outro feixe de laser de 830 nm seguindo o mesmo caminho óptico do laser de 808 nm para excitar exclusivamente QDs.
Além disso, os pesquisadores verificaram nos experimentos de prova de conceito ex vivo que, a uma profundidade de detecção de ~ 1,1 mm no tecido, tal estratégia de decodificação de excitação dupla foi capaz de alcançar leitura de temperatura de alta precisão com um pequeno erro de ~ 2,3 ° C, próximo à resolução térmica dos termômetros (~ 1,8 ° C).
Por contraste, sob as mesmas condições experimentais, um grande erro de ~ 43,0 ° C ocorreu para o modo de termometria raciométrica tradicional com base nas emissões não sobrepostas em 1025 e 863 nm de QDs e NCs, respectivamente.
A estratégia de sensoriamento térmico proposta pode minimizar a interferência deletéria da atenuação de fótons dependente do comprimento de onda no tecido.
