Caracterización fotofísica de alquil amino derivados de fenalenona en medio homogéneo/ microheterogéneo y análisis de su eventual uso como sondas de membrana

Abstract

En este trabajo se estudió el comportamiento fotofísico de tres potenciales sondas fluorescentes derivadas de la fenalenona con capacidad de generar oxígeno singulete y evaluar su eventual uso como sonda de membrana. Los estudios de caracterización fotofísica se realizaron en medios homogéneos (solventes) y microheterogéneos (sistemas micelares y vesículas lipídicas). La caracterización fotofísica consistió en la evaluación de propiedades espectroscópicas tales como absorción y emisión en los diferentes medios mencionados anteriormente utilizando espectroscopía UV-Vis y de fluorescencia, además se evaluaron rendimientos cuánticos de fluorescencia y de generación de oxígeno singulete en dos medios (acetonitrilo y metanol). Para evaluar los rendimientos cuánticos de fluorescencia se utilizó el método comparativo de las pendientes utilizando como actinómetro Rosa de Bengala para la 6DMAFN, posteriormente se utilizó la misma sonda 6DMAFN como actinómetro para evaluar el rendimiento cuántico de 6MOAFN y finalmente se utilizó 6MOAFN como actinómetro para evaluar el rendimiento cuántico de 6dodMAFN, en general los rendimientos son bajos. Con respecto a los rendimientos cuánticos de generación de oxígeno singulete, se utilizó el mismo método pero el actinómetro (fenalenona) fue común para las tres sondas, también se obtuvieron rendimientos bajos. En cuanto a los resultados obtenidos de la caracterización tanto en medio homogéneo como microheterogéneo, se observa que al ir aumentando el largo de cadena del alquil amino derivado de fenalenona la absorción y emisión experimentan un desplazamiento hipsocrómico en medios polares próticos y un desplazamiento batocrómico en medios apolares y polares apróticos, esto se debe a la interacción específica por puentes de hidrógeno entre el carbonilo de las sondas, con solventes próticos, afectando más la absorción que la emisión en los tres casos. Por otra parte, del estudio de fluidez en membranas se observa que a mayor largo de cadena, mayor inserción en la membrana, pero se pierde sensibilidad de la sonda, siendo 6MOAFN la sonda con el largo de cadena que presenta mayor sensibilidad a cambios en la fluidez de membranas, (comparado con Laurdan como sonda fluorescente de referencia).

In this work, the photophysical behavior of three fluorescent probes derived from phenalenone with the capacity to generate singlet oxygen was studied and their eventual use as a membrane probe was evaluated. Photophysical characterization studies were performed in homogeneous (solvent) and microheterogeneous (micellar systems and lipid vesicles) media. The photophysical characterization consisted in the evaluation of spectroscopic properties such as absorption and emission in the different media mentioned above using UV-Vis and fluorescence spectroscopy, in addition to fluorescence quantum yields, singlet oxygen generation were also evaluated in two media (acetonitrile and methanol). To evaluate fluorescence quantum yields, the slopes comparative method by actinometry was used using Rose Bengal as actinometer for 6DMAFN, then the same 6DMAFN probe was used as actinometer to evaluate the quantum yield of 6MOAFN and finally 6MOAFN was used as actinometer to evaluate the quantum yield of 6dodMAFN, low quantum yields were obtained in the three cases. With respect to the quantum yields of singlet oxygen generation, the same method was used but the actinometer (phenalenone) was common for all three probes, low yields were also obtained. Regarding the results obtained from the characterization in both homogeneous and microheterogeneous media, it is observed that as the chain length of the alkyl amino phenalenone derivative increases, absorption and emission experience a hysochromic shift in protic polar media and a bathochromic displacement in apolar and aprotic polar media, this is due to specific interactions by hydrogen bonds between the carbonyl of the probes with protic solvents, affecting absorption more than emission in all three cases. On the other hand, from fluidity study in membranes it is observed that the longer the chain, the greater the insertion in membranes, but sensitivity of probe is lost, with 6MOAFN being the probe with the chain length that presents greater sensitivity to fluidity changes (compared to Laurdan as a referent fluorescent probe).