Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/28185
Title: Characterization of new lanthanide complexes and nanoparticles as bimodal imaging agents
Authors: Paula, Carlos Tadeu Barreirinhas 
Orientador: Geraldes, Carlos F.G.C.
Keywords: Agentes de contraste para IRME CONTRASTE PARA IRM; Complexos de lantanídeos; Agentes de contraste bimodais
Issue Date: 2014
Place of publication or event: Coimbra
Abstract: A Imagem por Ressonância Magnética (IRM) é uma modalidade de imagem médica baseada em ressonância magnética nuclear (RMN), onde um mapa de sinais de 1H NMR de uma determinada amostra é gerado. É uma excelente técnica de imagem, que permite a aquisição não-invasiva de imagens anatómicas de elevada resolução espacial. No entanto, a IRM tem como principal problema a sua baixa sensibilidade. Este inconveniente pode ser ultrapassado com a introdução de agentes externos que aumentem a intensidade de sinal. Estes agentes podem ser denominados agentes de contraste (AC) e pode ter várias formas. Uma dos tipos de moléculas mais vulgarmente utilizadas para induzir uma melhoria na intensidade do sinal são os complexos lantanídeos, sobretudo os complexos de Gd3 +. Outra possível estratégia para melhorar a qualidade das imagens obtidas, consiste na combinação de diferentes métodos de imagem, a fim de criar um agente multimodal. Um dos campos de investigação mais usual é a bimodalidade Imagem óptica (IO)/IRM. A IO, devido às suas características, pode apresentar um ganho significativo em termos de sensibilidade. Os recentes avanços na nanotecnologia, mostrou que os Quantum Dots (QDs) são uma das aplicações mais promissoras da ciência dos materiais na Biologia. Eles podem ser utilizados na construção de AC para IO muito eficientes. Neste trabalho é apresentada a construção de dois tipos de sistemas de imagem molecular. Em primeiro lugar, é relatado o estudo e caracterização de uma nova classe de AC para IRM baseados no bis(piridina-N-óxido) e sua possível aplicação a outros campos do RMN. Os resultados demonstram que a relaxividade dos complexos esta de acordo com resultados previamente descritos. Fica também provado que estes complexos apresentam um comportamento semelhante ao análogo que lhes deu origem, estando presentes essencialmente no isómero SAP. Os resultados indicam ainda que o ligando L2 produz os maiores desvios, sendo seguido pelo ligando L4. Ainda assim, mais detalhes terão que ser estudados para uma caracterização mais efectiva dos complexos. Também se apresentam os estudos preliminares para a construção de um AC bimodal baseado em QDs e complexos de lantanídeos. Os resultados indicam que é possível criar estes agentes ainda que a estratégia de dopagem não seja a mais eficiente. Foi ainda provada e eficiência de conjugação com a Transferrina, indiciando assim a possibilidade de um agente de contraste com capacidade de vectorização.
Magnetic Resonance Imaging (MRI) is an imaging modality based on Nuclear magnetic Resonance (NMR) where a map of 1H NMR signals from a given sample is generated. It’s an outstanding imaging technique, which allows the non-invasive acquisition of anatomical images with great spatial resolution. However, MRI is also a low sensitive technique. This drawback can be overcome with the introduction of external agents that increase the signal intensity. These agents can be named Contrast Agents (CAs) and can have various forms. One of the most commonly employed molecules to induce an improvement in signal intensity are the lanthanide complexes, mainly the Gd3+ complexes. Another strategy to improve the image quality can be the combination of different imaging modalities, in order to create a multimodal agent. One of the most usual research frameworks are the bimodal Optical Imaging (OI)/MRI. OI, due to its characteristics, can introduce a great gain in sensitivity. Recent advances in nanotechnology, showed that Quantum Dots (QDs) are one of the most promising applications of material science to Biology. They can be used as highly efficient OI CAs. In this work we focused on the construction of two types of systems for molecular imaging. Firstly, study and characterization of a MRI CAs based on bis(pyridine-N-oxide) and their possible application into other NMR fields. The results show that the relaxivity of these complexes are in agreement with previously reported results. It is also proved that these complexes exhibit a similar chemical behavior than the analogue that gave rise to them, and are present mainly in the SAP isomer. The results further indicate that the ligand L2 produces the greatest shifts, followed by the ligand L4. Nonetheless more details will be studied for more effective characterization of the complexes. It also presents the preliminary studies on the construction of a bimodal CA based on QD and lanthanide complexes. The results indicate that these agents can be created even if the doping strategy is not the most efficient. It was further tested the efficiency of bioconjugation with Transferrin, thereby indicating the possibility of a contrast agent capable of vectorization.
Description: Dissertação de mestrado em Bioquímica, apresentada ao Departamento de Ciências da Vida da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.
URI: http://hdl.handle.net/10316/28185
Rights: openAccess
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