Er:Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> and Nd:Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Nanoparticles: Synthesis, Pegylation, Characterization and Study of Their Luminescence Properties
Regina Maria Chiechio,
Rosalia Battaglia,
Angela Caponnetto,
Ester Butera,
Giorgia Franzò,
Riccardo Reitano,
Michele Purrello,
Marco Ragusa,
Davide Barbagallo,
Cristina Barbagallo,
Cinzia Di Pietro,
Valérie Marchi,
Maria José Lo Faro,
Annalinda Contino,
Giuseppe Maccarrone,
Paolo Musumeci
Affiliations
Regina Maria Chiechio
Dipartimento di Fisica e Astronomia “Ettore Majorana”, Università di Catania, Via Santa Sofia 64, 95123 Catania, Italy
Rosalia Battaglia
Dipartimento di Scienze Biomediche e Biotecnologiche, Sezione di Biologia e Genetica “G. Sichel”, Università di Catania, Via S. Sofia 89, 95123 Catania, Italy
Angela Caponnetto
Dipartimento di Scienze Biomediche e Biotecnologiche, Sezione di Biologia e Genetica “G. Sichel”, Università di Catania, Via S. Sofia 89, 95123 Catania, Italy
Ester Butera
Dipartimento di Scienze Chimiche, Università di Catania, Viale Andrea Doria 6, 95125 Catania, Italy
Giorgia Franzò
Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Microelettronica e i Microsistemi (CNR-IMM), Via S. Sofia 64, 95123 Catania, Italy
Riccardo Reitano
Dipartimento di Fisica e Astronomia “Ettore Majorana”, Università di Catania, Via Santa Sofia 64, 95123 Catania, Italy
Michele Purrello
Dipartimento di Scienze Biomediche e Biotecnologiche, Sezione di Biologia e Genetica “G. Sichel”, Università di Catania, Via S. Sofia 89, 95123 Catania, Italy
Marco Ragusa
Dipartimento di Scienze Biomediche e Biotecnologiche, Sezione di Biologia e Genetica “G. Sichel”, Università di Catania, Via S. Sofia 89, 95123 Catania, Italy
Davide Barbagallo
Dipartimento di Scienze Biomediche e Biotecnologiche, Sezione di Biologia e Genetica “G. Sichel”, Università di Catania, Via S. Sofia 89, 95123 Catania, Italy
Cristina Barbagallo
Dipartimento di Scienze Biomediche e Biotecnologiche, Sezione di Biologia e Genetica “G. Sichel”, Università di Catania, Via S. Sofia 89, 95123 Catania, Italy
Cinzia Di Pietro
Dipartimento di Scienze Biomediche e Biotecnologiche, Sezione di Biologia e Genetica “G. Sichel”, Università di Catania, Via S. Sofia 89, 95123 Catania, Italy
Valérie Marchi
Institut des Sciences Chimiques de Rennes, CNRS UMR 6226, Université Rennes 1, Avenue du général Leclerc, 35042 Rennes, France
Maria José Lo Faro
Dipartimento di Fisica e Astronomia “Ettore Majorana”, Università di Catania, Via Santa Sofia 64, 95123 Catania, Italy
Annalinda Contino
Dipartimento di Scienze Chimiche, Università di Catania, Viale Andrea Doria 6, 95125 Catania, Italy
Giuseppe Maccarrone
Dipartimento di Scienze Chimiche, Università di Catania, Viale Andrea Doria 6, 95125 Catania, Italy
Paolo Musumeci
Dipartimento di Fisica e Astronomia “Ettore Majorana”, Università di Catania, Via Santa Sofia 64, 95123 Catania, Italy
Lanthanide-doped yttrium oxide nanoparticles can display selective upconversion properties, rendering them invaluable in the field of nanomedicine for both sensing and diagnostics. Different syntheses of Er:Y2O3 and Nd:Y2O3 nanoparticles (NPs) were studied and optimized to obtain small particles of regular shape and good crystallinity. The morphological and compositional characterizations of the nanoparticles were obtained with different techniques and showed that both Er:Y2O3 and Nd:Y2O3 NPs were well dispersed, with dimensions of the order of a few tens of nanometers. The photoluminescence and cathodoluminescence measurements showed that both Er:Y2O3 and Nd:Y2O3 NPs had good emission as well as upconversion. The nanophosphors were functionalized by a pegylation procedure to suppress unwanted reactions of the NPs with other biological components, making the NP systems biocompatible and the NPs soluble in water and well dispersed. The pegylated core/shell nanoparticles showed the same morphological and optical characteristics as the core, promoting their strategic role as photoactive material for theragnostics and biosensing.
