Puntos cuánticos como nanotermómetros luminiscentes: Hipertermia plasmónica controlada

Resumen

En la presente tesis doctoral se estudian puntos cuánticos de semiconductor como nanotermómetros, así como su aplicación en nanomedicina. Estas nanopartículas, como ya se mencionó anteriormente, han sido utilizadas ampliamente en la realización de bioimágenes. (Chan and Nie 1998, Michalet et al. 2005) Además, varios de los parámetros de su luminiscencia son sensibles a la temperatura en el rango fisiológico de temperaturas. Otra de sus características interesantes es su tamaño nanométrico, el cual permite una fácil incorporación en células. Asimismo, gracias a la intensa investigación en este campo en los últimos años, se han desarrollado tanto distintos tamaños como composiciones de estas nanopartículas, lo cual es altamente interesante para estudios comparativos. Cabe destacar que varios tipos de estas nanopartículas se encuentran de forma comercial. Para nuestro estudio hemos elegido puntos cuánticos de CdTe, ya que era posible disponer de una gran variedad de tamaños para realizar un estudio comparativo de sus propiedades. El otro material elegido para este estudio fue el CdSe, debido a que se trata de uno de los materiales constituyentes de puntos cuánticos de semiconductor más utilizado en aplicaciones biomédicas.(Alivisatos et al. 2005) En una segunda parte, se han probado los puntos cuánticos de semiconductor de CdSe como termómetros en células vivas sometidas a procesos de calentamiento celular por agentes externos. Seguidamente, en aras de conseguir un proceso de calentamiento celular controlado y más eficiente que el anteriormente utilizado, se estudia la eficiencia de calentamiento de distintas nanopartículas de oro. Estas nanopartículas, capaces de generar calor al ser iluminadas con luz, han sido ya utilizadas como agentes fototérmicos;(Jaque Garcia et al. 2014). Sin embargo, no existía un estudio comparativo de la dependencia geométrica de la eficiencia de calentamiento, como el que se realiza en esta tesis doctoral, en la que también se estudia la dependencia de la eficiencia de calentamiento de nano bastoncillos de oro con la longitud de onda de su plasmón de resonancia en la primera y en la segunda ventanas biológicas. Posteriormente, se estudiará la eficiencia de calentamiento de otro tipo de estructuras metálicas, los nanotubos de carbono, a diferentes longitudes de onda. Este tipo de nanoestructuras presentan tanto un coeficiente de absorción como una eficiencia de calentamiento prácticamente independientes de la longitud de onda. Tras ello, se comprobará la existencia de una longitud de onda óptima para conseguir una mayor selectividad y penetración en tejidos animales en terapias fototérmicas. Por último, se aplicarán tanto los nanotermómetros semiconductores de CdSe como los nano bastoncillos de oro en terapia fototérmica de (células de) cáncer de cuello de útero utilizando fuentes láser con longitudes de onda dentro de la primera ventana biológica.