Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program – Ideation Fund

Lanthanide-doped nanoparticles (Ln-NPs) are an emerging class of nanomaterials with light shifting properties that make them highly attractive materials for use in biomedical diagnosis and therapeutic intervention. Herein, understanding of their optical properties when interacting with biological systems is an important step towards the design of more efficient probes, The aim of this collaborative project is the design of such more efficient optical probes, while setting a strong focus on the assessment of the probes' cytotoxicity and nano-bio-interaction. In order to achieve our goal, i.e. the design of small-yet-bright and safe-to-use optical bioprobes (Ln-NPs), research at the HemmerLab will focus on the synthesis and surface modification of inorganic lanthanide-doped nanoparticles and their structural and optical characterization. Herein, we will use the emerging technique of hyperspectral imaging in order to gain insight into environment-specific photoluminescence of the Ln-NPs incubated with various biological cells.

Les nanoparticules dopées aux lanthanides (Ln-NP) constituent une nouvelle classe de nanomatériaux possédant des propriétés d’absorption de la lumière qui les rendent très intéressantes pour le diagnostic médical et les interventions thérapeutiques. L’étude de leurs propriétés optiques lors de leurs interactions avec les systèmes biologiques est donc une étape importante de la conception de sondes plus efficaces. L’objectif de ce projet collaboratif est de concevoir des sondes optiques plus efficaces de ce type, tout en axant une grande partie des efforts sur l’évaluation de leur cytotoxicité et de leur interaction avec les tissus vivants. Pour atteindre notre objectif — la conception de biosondes optiques de type Ln-NP de petite taille, sûres et suffisamment brillantes —, les travaux de recherche au laboratoire Hemmer seront axés sur la synthèse et la modification en surface de nanoparticules inorganiques dopées aux lanthanides et sur la caractérisation de leur structure et de leurs propriétés optiques. Pour y parvenir, nous mettrons en œuvre la nouvelle technique d’imagerie hyperspectrale qui nous permettra d’étudier la photoluminescence des Ln-NP en fonction de leur environnement lorsqu’elles sont incubées avec diverses cellules biologiques.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators.

À court terme, les résultats prévus sont des collaborations renforcées dans l’ensemble de l’industrie, du milieu universitaire et du gouvernement afin d’appuyer l’excellence en recherche. À moyen terme, les résultats prévus sont le développement de technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs.

The Ideation Fund is intended to encourage, test and validate transformative research ideas generated by teams of NRC scientific personnel and external collaborators with complementary capabilities, acting as a demonstration phase for a continually-evolving suite of research and development (R&D) deliverables at the NRC. The fund supports exploratory research through two mechanisms: the New Beginnings Initiative and the Small Teams Initiative.

Le Fonds d’idéation vise à encourager, à mettre à l’essai et à valider les idées de recherche transformatrice des équipes scientifiques du CNRC et des collaborateurs externes dotés de capacités complémentaires. Il servira ainsi de plateforme de démonstration d’une série de produits livrables en matière de recherche-développement (R-D) en constante évolution au CNRC. Le Fonds appuie la recherche exploratoire au moyen de deux mécanismes : l’Initiative « Nouveaux débuts » et l’Initiative « Petites équipes ».