Orientador: Carlos Lenz Cesar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-11T19:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_DiogoBurigo_M.pdf: 7702783 bytes, checksum: a49d734c4420be66d8e50ab224c6225f (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Pontos quânticos são nanocristais com diâmetros na escala de 10 a 100 Å. Por serem tão pequenos, elétrons e buracos sofrem um forte confinamento quântico, modificando as propriedades ópticas desses materiais. Seu uso como marcadores fluorescentes vem se mostrado de notável importância, pois os usados até então são, em geral, compostos orgânicos muito sensíveis à luz e ao meio ao qual são submetidos, além de serem citotóxicos e possuírem uma banda de absorção restrita para cada tipo de marcador. O ponto quântico por si só tem uma eficiência quântica pequena (menor que 20%) visto que, por tratar-se de uma estrutura nanoscópica, a razão entre sua área superficial e seu volume é muito grande, fazendo com que seus defeitos de superfície (dangling bonds) exerçam papel fundamental no processo de emissão, criando sub-níveis de energia, aumentando a banda de emissão do ponto quântico e a sua perda de energia. Além disto nanocristais de emissão no visível são constituídos de calcogenetos de cádmio, o que os torna muito tóxicos às estruturas biológicas envolvidas, caso este seja dissociado. A solução para estes dois problemas proposta e desenvolvida no nosso trabalho foi a encapagem do ponto quântico com uma camada de material inerte e resistente, no nosso caso o dióxido de silício. Neste trabalho de mestrado desenvolvemos o estudo de rotas simples para obtenção de pontos quânticos coloidais de CdSe e CdTe encapados com sílica, aumentando assim a estabilidade das partículas no meio e cuja principal aplicação foi seu uso como marcadores celulares fluorescentes. Dividimos esta dissertação basicamente em quatro partes: O capítulo 2 será devotado para o estudo tanto da modelagem do confinamento que o ponto quântico exerce sobre os elétrons e buracos quanto para as cinéticas da reação de formação das partículas coloidais. O terceiro capítulo foca os métodos de sínteses utilizadas para o trabalho, dando ênfase ao processo de silanização. No quarto capítulo apresentamos os resultados das medidas de caracterização e suas interpretações além de aplicações. E finalmente, o último capítulo apresenta nossas conclusões e perspectivas futuras para nosso trabalho / Abstract: Quantum dots are nanocrystals with diameters between 10 and 100 Å. Because they are so small, electrons and holes suffer a strong quantum confinement, modifying the optical properties of these materials. Their use as fluorescent markers have become very important, because the ones used until then, are, in general, organic compounds very sensitive to light and the media they are insert in. Besides, they are toxic and have a narrow and specific absorption band for each marker. The quantum dot itself has low quantum efficiency (less than 20%) and, how it is a nanoscopic structure the ration between its superficial area and volume is high, so the dangling bonds on the surface exert a fundamental hole in the emission process, creating energy sub-levels, increasing the emission band of the quantum dot and its energy loss. Besides nanocrystals that have emission in the visible band are usually made of cadmium calcogenides, what makes them harmful for live structures, if the atoms are dissociated from de quantum dot. The solutions for these two problems proposed and developed in our work was the quantum dot coating with an inert and resistant material, in our case, silica. In this masters work we developed the study of simple silanizations routes in order to obtain silica coated CdSe and CdSe quantum dots, and so increasing the particles environmental stability for mainly using them as fluorescent cell markers. We divided this dissertation basically in four parts: the chapter two is about the study of the quantum confinement and colloidal reactions kinetics. The third chapter deals with the synthesis methods as well the silanizations ones. In the fourth chapter we show the results obtained with its discussions. And the last chapter is devoted to the conclusion and perspectives of this work / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientadores: José Euclides Stipp Paterniani, Cristiano de Mello Gallep / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-25T21:52:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_SamuelRicardodos_D.pdf: 51294263 bytes, checksum: 55a8bb93513a62aa29e85fe9467412c6 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Giardia spp. e Cryptosporidium spp. são organismos desafiadores em monitoramento ambiental, podendo afetar os seres humanos e os animais com grandes impactos na saúde pública. Métodos para detectar esses organismos são descritos na literatura ¿ p.ex.: o método EPA 1623.1. No entanto, muitos não são capazes de detectar a viabilidade destes parasitos. Este trabalho avaliou o uso de marcadores fluorescentes combinados com a técnica de detecção de fluorescência retardada na detecção de viabilidade de Giardia intestinalis e Cryptosporidium parvum. Testes de incubação com 6-carboxifluorceina-succinimidil-diacetato-éster (CFDA-SE), C12-resazurina e SYTOX Green foram desenvolvidos com cistos de G. intestinalis e oocistos de C. parvum. Medidas de fluorescência retardada em câmara escura projetada e em dispositivo comercial foram aplicados em amostras purificadas e concentradas de G. intestinalis após incubação com CFDA-SE. Grupos contendo cistos vivos e infecciosos, mortos a 100° C, estressados com luz UV-C e envelhecidos foram analisados via fluorescência retardada e microscopia de epifluorescência em oito séries experimentais. Os resultados demonstram que (oo)cistos vivos e infecciosos não são marcados com os marcadores fluorescentes. Dupla marcação em (oo)cistos mortos é observada após 30 minutos de incubação com C12-resazurina 5,0 ?M e SYTOX Green 100 nM. (Oo)cistos mortos apresentam marcação verde após incubação de CFDA-SE 5,0 ?M. O envelhecimento da amostra foi acompanhado pelo aumento da taxa de marcação celular com cistos apresentando ~50% de marcação aos 30 dias de idade e ~100% aos 50 dias de idade. Testes com fluorescência retardada demonstram que cistos vivos e com idade inferior a 20 dias apresentam intensidades superiores aos cistos mortos e estressados após excitação com 365 nm. A excitação com 365 nm apresentou correlação R2 > 95% após análise de cinética de decaimento com modelo exponencial de segunda ordem. Os dados indicam que o decaimento da fluorescência retardada é acompanhado por duas componentes k1 e k2 onde k2 = 5?k1, estando estas conectadas com as condições fisiológicas da Giardia. O procedimento pode ser efetuado em 10 passos laboratoriais em aproximadamente 60 minutos de análise. A fluorescência retardada apresenta futuro promissor na análise de viabilidade de parasitos em amostras purificadas / Abstract: Giardia spp. and Cryptosporidium spp. are challenging and important organisms in modern environmental monitoring. These protozoa can affect humans and animals seriously, as reflection of sanitation problems in water quality control, with huge impact over economics and public health. Methods to detect such organisms are well described in literature - i.e. the EPA Method 1623.1 and AWWA 2012. But those ones are not able to detect infectivity. For that, the usual procedures include infection of animal model leading to at least one week for confirming infectivity. Some research with dye probes are being developed in order to provide useful, reliable and low cost procedures for detection of protozoa viability, i.e. enabling to distinguish dead samples cells from living ones. This work describes the screening tests for viability detection of protozoa samples - Giardia intestinalis and Cryptosporidium parvum - using carboxifluorcein-succinimidyl-diacetate-ester (CFDA-SE), C12-resazurin and SYTOX Green. Living, heat-killed and UV-C stressed (oo)cysts were analyzed using these chemical probes. G. intestinalis in concentrated samples and stained with CFDA-SE were analysed by fluorescence imaging as well as by delayed fluorescence (DF) after UV-A and white-light excitation. The weak DF profiles were detected in photon-counting setups, in 8 series of tests for intact, for heat-killed and for UV-C-stressed samples are shown. Results show that fresh, i.e. living and viable (oo)cysts cannot be stained by the mentioned neither with CFDA-SE nor C12-resazurin and SYTOX Green dyes. Double-marked (oo)cysts are observed when C12-resazurin and SYTOX Green are applied to old cysts as well to dead ones. Aged samples show increasing number of stained organisms: 30-day-old with ~50% while samples older than 50 days with almost 100% marked. Intact samples present stronger fluorescence and DF than the stressed ones, with good replication after UV-A excitation. After excitation @365nm samples present DF better fitted by double exponential decay kinetics, with the decay constant k2 five times higher than the k1 constant. The procedure can be easily reproduced in 10 steps, taking around 1h of laboratorial work with purified samples / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

A espectroscopia de correlação de fluorescência (FCS) é uma das diferentes técnicas de análise por imagens de alta resolução espacial e temporal de biomoléculas em concentrações extremamente baixas. Ela se tornou uma técnica extremamente poderosa e sensível em áreas como bioquímica e biofísica. Como uma técnica bem estabelecida, ela é utilizada para medir concentrações locais de biomoléculas, através da marcação com moléculas fluorescentes. Coeficientes de difusão e constantes cinéticas também podem ser medidos através de FCS assim como detecção de molécula única. Ela também pode dar informação precisa sobre interações de antígeno-anticorpo, ácidos nucleicos e proteínas. Através de uma combinação de marcadores de alto rendimento quântico, fontes de luz estável (lasers), detecção ultrassensível e microscopia confocal, é possível realizar medidas de FCS em volumes de fentolitros (fL) e em concentrações de nanomolar (nM) em soluções aquosas ou em células vivas. Em contraste com outras técnicas de fluorescência, a sensibilidade da FCS aumenta com a diminuição da concentração do fluoróforo marcador, porque o parâmetro de interesse não é a intensidade de emissão de fluorescência, mas sim as flutuações espontâneas da fluorescência. Durante o tempo em que a partícula ou molécula atravessa o volume de medida pode ocorrer mudanças conformacionais e reações químicas e fotofísicas que alteram as características de emissão do fluoróforo e causam flutuações no sinal detectado. Estas flutuações são então monitoradas e transformadas em uma curva de autocorrelação, por intermédio de um software comercial que emprega um modelo físico apropriado para FCS. Em nosso estudo, utilizamos um marcador comercial (ALEXA 488®) para marcar proteínas. Primeiramente utilizamos a técnica de FCS para medir concentrações extremamente baixas de marcadores fluorescentes. Também realizamos um experimento testando a influência da viscosidade do meio na difusão livre do fluoróforo, assim como as melhores condições em que temos um melhor sinal de FCS. Por fim, estudamos a difusão de proteínas marcadas (PUC II e IV) em meio aquoso (PBS) e no interior de células. / Fluorescence correlation spectroscopy (FCS) is one of the many different modes of high-resolution spatial and temporal analysis of extremely low concentrated biomolecules. It has become a powerful and sensitive tool in fields like biochemistry and biophysics. As a well established technique, it is used to measure local concentrations of fluorescently labeled biomolecules, diffusion coefficients, kinetic constants and single molecule studies. Through a combination of high quantum yield fluorescent dyes, stable light sources (lasers), ultrasensitive detection and confocal microscopy is possible to perform FCS measurements in femtoliters volumes and nanomolar concentrations in aquous solution or in live cells. Unlike with other fluorescence technics, its sensibility increases with the decrease of dye concentrarion, because the main factor is not the emission intensity itself. Instead this, spontaneous statistical fluctuation of fluorescence becomes the main factor in FCS analisys. During the time that the conjugated-dye cross the volume detection can occur conformational changes, chemical reaction and photophysical processes that can change the emission properties of the dye and, then, change the detected sinal. This fluctuations are tracked and changed into a autocorrelation curve, by a specific software, appropriate to perform FCS analisys. In our study, we use comercial dye (Alexa 488) to label proteins. Firstly, we applied FCS to measure extremally diluted concentrations of dyes (~1 nM). We have performed experiments testing the influence of the viscosity medium in the free difusion of the dyes and the optical apparatus and conditions that result in the best FCS signal. We also have studied protein diffusion (PUC II e IV) in aquous medium (PBS) and toward the inner of the cells.

A espectroscopia de correlação de fluorescência (FCS) é uma das diferentes técnicas de análise por imagens de alta resolução espacial e temporal de biomoléculas em concentrações extremamente baixas. Ela se tornou uma técnica extremamente poderosa e sensível em áreas como bioquímica e biofísica. Como uma técnica bem estabelecida, ela é utilizada para medir concentrações locais de biomoléculas, através da marcação com moléculas fluorescentes. Coeficientes de difusão e constantes cinéticas também podem ser medidos através de FCS assim como detecção de molécula única. Ela também pode dar informação precisa sobre interações de antígeno-anticorpo, ácidos nucleicos e proteínas. Através de uma combinação de marcadores de alto rendimento quântico, fontes de luz estável (lasers), detecção ultrassensível e microscopia confocal, é possível realizar medidas de FCS em volumes de fentolitros (fL) e em concentrações de nanomolar (nM) em soluções aquosas ou em células vivas. Em contraste com outras técnicas de fluorescência, a sensibilidade da FCS aumenta com a diminuição da concentração do fluoróforo marcador, porque o parâmetro de interesse não é a intensidade de emissão de fluorescência, mas sim as flutuações espontâneas da fluorescência. Durante o tempo em que a partícula ou molécula atravessa o volume de medida pode ocorrer mudanças conformacionais e reações químicas e fotofísicas que alteram as características de emissão do fluoróforo e causam flutuações no sinal detectado. Estas flutuações são então monitoradas e transformadas em uma curva de autocorrelação, por intermédio de um software comercial que emprega um modelo físico apropriado para FCS. Em nosso estudo, utilizamos um marcador comercial (ALEXA 488®) para marcar proteínas. Primeiramente utilizamos a técnica de FCS para medir concentrações extremamente baixas de marcadores fluorescentes. Também realizamos um experimento testando a influência da viscosidade do meio na difusão livre do fluoróforo, assim como as melhores condições em que temos um melhor sinal de FCS. Por fim, estudamos a difusão de proteínas marcadas (PUC II e IV) em meio aquoso (PBS) e no interior de células. / Fluorescence correlation spectroscopy (FCS) is one of the many different modes of high-resolution spatial and temporal analysis of extremely low concentrated biomolecules. It has become a powerful and sensitive tool in fields like biochemistry and biophysics. As a well established technique, it is used to measure local concentrations of fluorescently labeled biomolecules, diffusion coefficients, kinetic constants and single molecule studies. Through a combination of high quantum yield fluorescent dyes, stable light sources (lasers), ultrasensitive detection and confocal microscopy is possible to perform FCS measurements in femtoliters volumes and nanomolar concentrations in aquous solution or in live cells. Unlike with other fluorescence technics, its sensibility increases with the decrease of dye concentrarion, because the main factor is not the emission intensity itself. Instead this, spontaneous statistical fluctuation of fluorescence becomes the main factor in FCS analisys. During the time that the conjugated-dye cross the volume detection can occur conformational changes, chemical reaction and photophysical processes that can change the emission properties of the dye and, then, change the detected sinal. This fluctuations are tracked and changed into a autocorrelation curve, by a specific software, appropriate to perform FCS analisys. In our study, we use comercial dye (Alexa 488) to label proteins. Firstly, we applied FCS to measure extremally diluted concentrations of dyes (~1 nM). We have performed experiments testing the influence of the viscosity medium in the free difusion of the dyes and the optical apparatus and conditions that result in the best FCS signal. We also have studied protein diffusion (PUC II e IV) in aquous medium (PBS) and toward the inner of the cells.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:49:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2692_1.pdf: 3650940 bytes, checksum: 8f04ded24e8de278810f015de8023da9 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O câncer é uma doença caracterizada pelo crescimento descontrolado de células anormais e é uma importante causa de morte na população. Nas últimas décadas, a utilização de nanopartículas de semicondutores tem dado grande contribuição para visualização e caracterização de materiais biológicos, inclusive em diagnosticar precisamente tumores. Neste trabalho utilizamos pontos quânticos como marcadores fluorescentes em neoplasias (câncer de laringe, câncer de pulmão, leucemia e glioblastomas). As nanopartículas de sulfeto de cádmio [CdS/Cd(OH)2] e de telureto de cádmio (CdTe) foram sintetizadas em solução aquosa e foram funcionalizadas com glutaraldeído a 0,01 % e quitosana para verificarmos seu desempenho como marcadores biológicos. As propriedades ópticas das amostras foram estudadas por espectroscopia de absorção, excitação e emissão e a caracterização estrutural foi realizada por difração de raio-x (DRX). Obtiveram-se imagens de fluorescência por microscopia de fluorescência convencional mostrando claramente a marcação fluorescente nas neoplasias. As análises por microscopia eletrônica de transmissão (MET) revelou a localização das nanopartículas na célula. Os quantum dots funcionalizados com glutaraldeído apresentou bons resultados para as amostras analisadas, enquanto que a quitosana não obteve sucesso com funcionalizador biológico neste estudo

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:50:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5724_1.pdf: 9403132 bytes, checksum: 06713767069f211cc46548d76721a7d6 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Pontos quânticos (PQs ou QDs quantum dots) são nanopartículas de semicondutores da ordem de 1 a 10 nm que apresentam propriedades óticas dependentes do tamanho devido a efeitos de confinamento quântico. Neste trabalho destacamos metodologias para síntese de PQs de sulfeto de cádmio (CdS/Cd(OH)2) e telureto de cádmio (CdTe/CdS) que são materiais semicondutores tipo II-VI. Estes materiais vêm sendo utilizados como marcadores de células e tecidos devido às suas propriedades luminescentes na região do visível. Métodos de síntese coloidal das nanopartículas são baseados na redução química de sais ou na decomposição controlada de compostos organometálicos metaestáveis em soluções orgânicas. Para aplicações biológicas, a síntese em meio orgânico torna-se desvantajosa. Para a obtenção de PQs de CdS passivados com Cd(OH)2 utilizamos duas metodologias diferentes quanto a fonte de enxofre: na primeira, utilizamos o gás sulfídrico (H2S), metodologia já bem estabelecida no grupo. Mas, devido à toxicidade do H2S e a falta de reprodutibilidade na quantificação do gás utilizado na síntese (pois o gás é incolor), realizamos novas sínteses utilizando a tioacetamida (C2H5NS), sólido cristalino branco, solúvel em água. Os resultados mostram que a tioacetamida pode ser utilizada para obter íons sulfeto, substituindo assim, o uso do H2S. Também sintetizamos nanopartículas de CdTe passivadas com CdS utilizando diferentes estabilizantes. Todas as sínteses de CdTe foram realizadas em meio aquoso ou tampão salino fosfato trazendo ainda mais vantagens para aplicações biológicas. Sintetizamos PQs de CdTe com emissão no verde e no vermelho, dependendo das condições sintéticas e do estabilizador utilizado. Na tentativa de melhorar a estabilidade dos PQs de CdS/Cd(OH)2 em meio aquoso e proteger a camada de passivação da ação do pH e enzimas (quando aplicados nos sistema biológicos), recobrimos estes PQs com sílica (SiO2) utilizando duas metodologias distintas: silicato de sódio e processo sol-gel. Por último, utilizamos PQs CdTe/CdS e CdS/Cd(OH)2 para marcações biológicas em culturas de Tripanossoma cruzi e Leishmania amazonensis, parasitas causadores da Doença de Chagas e Leishmaniose, respectivamente. Para estas marcações também conjugamos os PQs com poli(etileno glicol) e transferrina (proteína modelo para estudos da via endocítica em parasitas). Com estes resultados poderemos ampliar a aplicação destes nanomateriais tanto em novas tecnologias como no desenvolvimento de novos protocolos para marcação celular. Estudos e aplicações de PQs demonstram que essas partículas são eficazes como novas sondas luminescentes para finalidades diagnósticas

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:51:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5265_1.pdf: 13873428 bytes, checksum: 26bf6010c60d0c91b603763e90054607 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nos últimos anos, os efeitos de confinamento quântico em nanocristais semicondutores (pontos quânticos) têm atraído bastante interesse devido às suas novas propriedades ópticas e também ao grande potencial para aplicações em sistemas biológicos. Neste trabalho utilizamos pontos quânticos como marcadores fluorescentes em amostras biológicas. Adaptamos protocolos para marcação de cromossomos humanos, neurônios e glioblastomas e formas infectantes do Trypanosoma cruzi, causador da doença de Chagas. As nanopartículas de sulfeto de cádmio (CdS) foram sintetizadas em solução aquosa e passivadas com Cd(OH)2. A agregação das partículas foi evitada com íons de polifosfato. As nanopartículas de CdS/Cd(OH)2 foram funcionalizadas com poli(etileno glicol) (PEG) e glutaraldeído para verificarmos seu desempenho como marcadores biológicos. As propriedades ópticas das amostras foram estudadas por espectroscopia de absorção, excitação e emissão e a caracterização morfológica foi realizada por microscopia eletrônica de transmissão. Obtivemos imagens de fluorescência por microscopia confocal mostrando claramente a marcação fluorescente em cromossomos humanos, neurônios, glioblastomas e formas infectantes do Trypanosoma cruzi. Utilizando diferentes funcionalizantes foi possível comparar diferentes marcações para as amostras biológicas estudadas. Com isso, podemos indicar o melhor protocolo, utilizando nanopartículas de semicondutores para marcações de diferentes sistemas biológicos. Os quantum dots funcionalizados com glutaraldeído apresentou bons resultados para amostras fixadas (cromossomos), enquanto que o poli(etileno glicol) (PEG) foi essencial para marcações de amostras vivas (neurônios, glioblastomas e formas infectantes de T. cruzi)

Orientador: Carlos Lenz Cesar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-23T20:12:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_DiogoBurigo_D.pdf: 7807831 bytes, checksum: 390e528a067489b2db1d8e3cece5af0f (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Pontos Quânticos (PQs) são nanocristais (mais comumente compostos de materiais semicondutores) cujo tamanho é menor do o raio de Bohr de seu éxciton. Devido às suas dimensões reduzidas ocorre confinamento quântico dos portadores de carga que confere aos PQs propriedades ópticas diferentes do material bulk e que podem ser ajustadas através do tamanho. A relativa facilidade de ajuste das propriedades ópticas do material, conforme desejado, faz dos PQs excelente candidatos a uma infinidade de aplicações. Este trabalho, focado em PQs coloidais, explora três frentes do estudo destas nanoestruturas. Primeiro, discutimos os métodos de fabricação destes materiais e como atingir as propriedades ópticas desejadas. Os resultados experimentais de fabricação contemplam duas técnicas: um método aquoso e a fabricação de PQs coloidais por ablação a laser, síntese relativamente nova, mas que apresentou resultados muito promissores, como a obtenção de PQs de CdTe fluorescentes encapados com tiol e o sucesso na síntese de PQs de vários outros materiais usando a mesma montagem experimental. A segunda frente de trabalho desta tese lida com as aplicações biológicas dos PQs. O vasto histórico de colaborações na área das ciências da vida de nosso grupo de pesquisa motivou as aplicações de nossas amostras para este fim. São apresentados estudos de PQs de CdTe utilizados como marcadores fluorescentes em parasitos vivos, nos quais apresentamos protocolos de marcação e concentração adequada de PQs para a execução de estudos in vivo dos parasitos. Mesmo sendo exploradas há décadas, as propriedades dos PQs possuem muitos aspectos em aberto e ainda são objeto de controvérsia. A contribuição de nosso trabalho para esta discussão encontra-se na seção de caracterização. Neste trecho realizamos uma discussão sobre as modelagens dos níveis de energia dos PQs e o efeito do confinamento quântico nestes níveis. Na parte experimental, realizamos um trabalho de instrumentação, construindo uma plataforma de microscopia confocal com criostato, para que fosse possível a realização de medidas de fotoluminescência de excitação por absorção de dois fótons em função da temperatura. Esta medida permite o acesso a transições eletrônicas proibidas em processos de dois fótons. Sendo assim, este experimento permite visualizar um panorama mais completo da estrutura de bandas x dos PQs, contribuindo para o melhor entendimento do comportamento dos portadores no interior dos nanocristais / Abstract: Quantum dots (QDs) are nanocrystals (usually made out of a semiconductor material), whose exciton Bhor radius exceeds their size. The quantum confinement applied to its charge carriers, due to its reduced dimensions, induces in the QD the change of its optical properties that can be controlled by changing the QD¿s size. The relative easiness that one can design the material¿s optical properties makes the QDs an excellent candidate to myriad of applications. This work, focused in colloidal PQs, explores three fronts of these nanostructures¿ study. First of all, we discuss the fabrication methods of these materials and how to manage to reach its desired optical properties. The experimental results from fabrication processes reach two techniques: an aqueous method and the colloidal QDs fabrication by laser ablation, a relatively new synthesis route that presented very promising results, mainly concerning the versatility of this method in the choice of the QD material. The second front of work deals with the biological applications of the QDs. Our research group has a vast historic in collaborations in the biological field and was natural, thus, that our samples were tested if this finality. In this work it is presented studies that use our CdTe QDs samples as fluorescent marker in live parasites. It is also shown results that indicated the QDs doses which the biological structures can handle without substantial damage. Even though they have been explored for decades, the QDs¿ properties description still has several open questions. Our work¿s contribution to this matter is contained in the characterization sections. There, we firstly discuss the models used in the energy levels calculations and the influence of the quantum confinement in these levels. In the experimental bit, it is described the instrumentation work required to make possible measurements of photoluminescence excitation by two photon absorption processes. This measurement allows the access of forbidden electronic transitions by one photon absorption. With that, it is possible to construct a more complete scene of the QDs band structure, contributing to the better understanding of the behavior of the carriers inside the nanocrystals / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:01:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9185_1.pdf: 10119386 bytes, checksum: 6a45ca14ea6216e55cdf2fdcfa2dd2fc (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, apresentam-se metodologias de síntese de nanocristais luminescentes de semicondutores do tipo II-VI (CdS/Cd(OH)2 e CdTe/CdS). As metodologias empregadas para a obtenção de suspensões de nanocristais em meio aquoso, baseadas em química coloidal, resultaram em partículas com tamanho médio de 8,5 nm para o sistema CdS/Cd(OH)2 e 3,8 nm para o sistema CdTe/CdS. Estes materiais foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas (absorção, emissão e excitação eletrônica) e através de microscopia eletrônica de transmissão e difração de raios-X para a elucidação das propriedades ópticas e estruturais. Os nanocristais de CdS/Cd(OH)2 foram modificadas quimicamente para sua aplicação em sistemas biológicos através da incorporação em sua superfície do agente funcionalizante glutaraldeído e dos funcionalizantes compostos glutaraldeído/anti-A, glutaraldeído/concanavalina-A. Estes sistemas foram caracterizados através de espectroscopia eletrônica de absorção, emissão e excitação e por microscopia eletrônica de transmissão. Por fim, descrevem-se protocolos de utilização destes nanocristais modificados como marcadores luminescentes de três sistemas biológicos: (i) hemácias de tipos sanguíneos A+ e O+, (ii) parasitas do tipo Leishmania amazonensis e (iii) cortes histológicos de tecido mamário humano saudável e um de seus respectivos tumores (Fibroadenoma). Observou-se a marcação bem sucedida nos três sistemas e discutiu-se os diferentes perfis de marcação obtidos sugerindo-se algumas possibilidades para os processos de luminescência