Nanoencapsulation of luminescent lanthanide complexes

Abstract

Nanopartículas de sílica e titânia foram usadas para encapsulamento de complexos lantanídeos (Ln) de 3-hidroxipicolinato e picolinato, sintetizados por hidrólise de alcóxidos por meio de micelas invertidas – microemulsão de óleo em água, estabilizada com um agente surfactante, em que a fase aquosa existe na forma de domínios nanométricos. A alteração da dimensão destes domínios aquosos ou nano-reactores, conseguida variando a quantidade de água e mantendo constante a concentração de surfactante, determina aproximadamente o tamanho das partículas formadas no seu interior. As características ópticas dos nano-compósitos tal como preparados, foi investigada e comparada com as de complexos lantanídeos puros, tendo em vista o seu potencial e futura aplicação como bio-marcadores. A microscopia electrónica de transmissão foi extensamente usada no estudo da morfologia dos nano-compósitos. Os resultados mostram que as propriedades luminescentes dos complexos de picolinato nos nano-compósitos foram severamente afectados pelo processo sintético, enquanto que os de complexos de 3-hidroxipicolinato nas matrizes, foram substancialmente distintos das suas propriedades originais. Estas propriedades ópticas foram correlacionadas com a estratégia sintética empregada e foram discutidas as suas implicações nas bio-aplicações em vista.

ABSTRACT: Silica and titania nanoparticles encapsulating lanthanide (Ln) complexes of 3- hydroxypicolinate and picolinate were synthesized by the hydrolysis of alkoxides in a reverse micelle medium-water in oil microemulsion stabilized by a surface active agent (surfactant) in which the water phase exists as nanosized domains. The size of the water droplets or nano-reactors, which was varied by using distinct amount of water while maintaining constant the surfactant concentration, approximately determined the size of the nanoparticles formed therein. The optical features of the as prepared nanocomposites were investigated and compared to those of the pure Ln complexes, having in mind their potential and future application as bio-labels. Transmission electron microscopy was chiefly employed to study the morphology of the nanocomposites. The results showed that the luminescence properties of the picolinate complexes in the nanocomposites were severely affected by the synthetic process while those of the 3-hydroxypicolinate complexes in the matrixes were markedly different from their original features. These optical properties were correlated to the synthetic strategy employed and the implication for the envisaged bioapplications discussed.