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Multifunctional rare-earth element nanocrystals for cell labeling and multimodal imaging

  • In this work, we describe a simple solvothermal route for the synthesis of Eu3+-doped gadolinium orthovanadate nanocrystals (Eu:GdVO4−PAA) functionalized with poly(acrylic)acid (PAA), that are applicable as cell labeling probes for multimodal cellular imaging. The Eu3+ doping of the vanadate matrix provides optical functionality, due to red photoluminescence after illumination with UV light. The Gd3+ ions of the nanocrystals reduce the T1 relaxation time of surrounding water protons, allowing these nanocrystals to act as a positive MRI contrast agent with a r1 relaxivity of 1.97 mM−1 s−1. Low background levels of Eu3+, Gd3+, and V5+ in biological systems make them an excellent label for elemental microscopy by Laser Ablation (LA)-ICP-MS. Synthesis resulted in polycrystalline nanocrystals with a hydrodynamic diameter of 55 nm and a crystal size of 36.7 nm, which were further characterized by X-ray diffraction (XRD), photoluminescence spectroscopy (PL) and transmission electronIn this work, we describe a simple solvothermal route for the synthesis of Eu3+-doped gadolinium orthovanadate nanocrystals (Eu:GdVO4−PAA) functionalized with poly(acrylic)acid (PAA), that are applicable as cell labeling probes for multimodal cellular imaging. The Eu3+ doping of the vanadate matrix provides optical functionality, due to red photoluminescence after illumination with UV light. The Gd3+ ions of the nanocrystals reduce the T1 relaxation time of surrounding water protons, allowing these nanocrystals to act as a positive MRI contrast agent with a r1 relaxivity of 1.97 mM−1 s−1. Low background levels of Eu3+, Gd3+, and V5+ in biological systems make them an excellent label for elemental microscopy by Laser Ablation (LA)-ICP-MS. Synthesis resulted in polycrystalline nanocrystals with a hydrodynamic diameter of 55 nm and a crystal size of 36.7 nm, which were further characterized by X-ray diffraction (XRD), photoluminescence spectroscopy (PL) and transmission electron microscopy (TEM). The multifunctional nanocrystals were subsequently used for intracellular labeling of both human adipose-derived stem cells (MSCs) and A549 (adenocarcinomic human alveolar basal epithelial) cells.zeige mehrzeige weniger

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  • ACS Biomater. Sci. Eng. 2018, 4, 3578-3587.pdf
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  • ACS Biomater. Sci. Eng. 2018, 4, 3578-3587_SI.pdf
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Autor*innen:B. Grunert, Jessica Saatz, Katrin HoffmannORCiD, F. Appler, Dominik Lubjuhn, Norbert JakubowskiORCiD, Ute Resch-GengerORCiD, Franziska EmmerlingORCiD, A. Briel
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):ACS Biomaterials Science & Engineering
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.1 Anorganische Spurenanalytik
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.2 Biophotonik
6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.3 Strukturanalytik
Verlag:ACS Publications
Verlagsort:Washington, USA
Jahrgang/Band:4
Ausgabe/Heft:10
Erste Seite:3578
Letzte Seite:3587
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Bioimaging; Lanthanide; Multimodal; Nanoparticle
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
DOI:10.1021/acsbiomaterials.8b00495
ISSN:2373-9878
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:15.10.2018
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:25.10.2018
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