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Síntese, caracterização, propriedades fotoquímicas e fotofísicas de complexos de metais de transição luminescentes
Rose Maria Carlos, Kárita Prado Servelo

Última alteração: 2021-03-18

Resumo


Introdução

Os complexos de Ru(II), assim como outros complexos de metais de transição com ligantes polipiridínicos são interessantes por apresentarem estabilidade térmica e fotoquímica, luminescência intensa na região do visível e nos estados excitados, além de serem excelentes oxidantes e redutores.Neste contexto, é viabilizado tanto os processos de transferência de energia como os processos de transferência de elétrons fotoinduzidos, favorecendo a aplicação destes compostos em diversas áreas da ciência incluindo os sistemas de entrega de fármacos, sensores luminescentes, entre outros.

A característica de descoordenação do ligante de forma seletiva e controlada e a sua interação com os alvos biológicos estudados, proteínas amiloides, nos leva ao desenvolvimento de complexos de Ru(II) luminescentes para atuar no diagnóstico do mecanismo de agregação de proteínas, característico de doenças de Alzheimer e diabetes.

Objetivo

Pretendia-se preparar um complexo de metal de transição luminescente e estudar as propriedades térmicas, fotoquímicas e fotofísicas deste complexo na expectativa de que estas propriedades possibilitem a aplicação deste no diagnóstico do mecanismo de agregação de proteínas.

Metodologia

O complexo precursor cis-[Ru(phen)2Cl2] foi sintetizado a partir de RuCl3.3H2O e cloreto de lítio (LiCl) adquiridos da Sigma-Aldrich. Para a síntese do complexo cis-[Ru(phen)2(ImH)2].2PF6 foram utilizados o ligante ImH e hexafluorfosfato de amônio (NH4PF6), utilizado para precipitação, adquiridos da Sigma Aldrich. Ambas as sínteses em atmosfera inerte de nitrogênio.

Resultados

A composição e análise estrutural do complexo cis-[Ru(phen)2(ImH)2]2+ foi determinada pelo espectro de RMN de 1H.

Por meio dos espectros de absorção obtidos foi possível observar que o complexo cis- [Ru(phen)2(ImH)2](PF6)2 possui uma intensa banda de absorção na região do visível e uma intensa banda de emissão, sendo favorável para agir como sensor biológico, já que apresenta absorção e emissão em regiões diferentes das biomoléculas, garantindo que não haja interferências e nem mesmo danos ao meio biológico.

Além disso, através dos estudos térmicos e fotoquímicos foi observado que o complexo é estável tanto no estado sólido como no estado líquido (ausência de luz) em diferentes solventes testados e em diferentes valores de pH na faixa de 4,5 a 10.

Por fim, além dos estudos de estabilidade do complexo desejou-se realizar os estudos de interação do mesmo com a proteína albumina, esperando que esta pudesse agir como inibidora da agregação das proteínas amiloides, porém os estudos foram interrompidos pela pandemia do novo coronavírus 19, tendo como resultados apenas os estudos iniciais, a região de absorção e emissão da proteína albumina e um estudo de concentração, para encontrar uma concentração ideal para se realizar as análises futuras, sem que pudesse ocorrer a supressão da emissão por colisão e transferência de energia.

Conclusão

Os resultados obtidos durante este período permitiram caracterizar o complexo sintetizado e concluir sobre a estabilidade dele, tanto no escuro como quando exposto à luz. Os estudos sobre a interação do complexo com a proteína albumina foram interrompidos devido a pandemia, porém foi de grande importância iniciar este estudo, pois agregou muito conhecimento e possibilitou uma visão mais ampla sobre possíveis aplicações utilizando complexos de metais de transição luminescentes.


Palavras-chave


complexos de metais de transição luminescentes; estudos biológicos; estudos fotofísicos; estudos fotoquímicos.

Referências


1 CLARKE, M. J. ‘’Ruthenium metallopharmaceuticals’’ Coord. Chem. Rev.; 232, 69-93, 2002.

2 POYNTON, F. E.; BRIGHT, S. A.; BLASCO, S.; WILLIAMS, D. C.; KELLY, J. M.; GUNNLAUGSSON, T. ‘’The development of ruthenium (II) polypyridyl complexes and conjugates for in vitro cellular and in vivo applications’’ Chem. Soc. Rev., 46, 7706-7756, 2017.

3 CARDOSO, C. R., LIMA, M. V., CHELESKI, J., PETERSON, E. J., VENÂNCIO, T.,FARRELL, N. P., CARLOS, R. M. ‘’Luminescent ruthenium complexes for theranostic applications’’ J. Med. Chem., 57, 4906-4915, 2014.

4 ZANONI, K. P., AMARAL, R. C., IHA, N. Y. M., ABREU, F. D., CARVALHO, I. M. ‘’Versatile ruthenium (II) dye towards blue-light emitter and dye-sensitizer for solar cells’’ Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 198, 331-337, 2018.

5 FERNÁNDEZ-MOREIRA, V.; THORP-GREENWOOD, F. L.; COOGAN, MICHAEL, P. ‘’Application of d6 transition metal complexes in fluorescence cell imaging’’. Chem. Commun., 46, 186-202, 2010.

6 KREITNER, C.; HEINZE, K. ‘’Excited state decay of cyclometalated polypyridine ruthenium complexes: insight from theory and experiment’’ Dalton Trans., 45, 13631-13647, 2016.

7 ZHOU, Q.; ZHENG, Y.; WANG, X. ‘’Photoactivatable Ru complexes containing a RuO bond: Photoinduced ligand dissociation and DNA damage’’ J. Photoc. Photobio A, Chem., 355, 360-365, 2018.

8 WENGER, O. S. ‘’Proton-coupled electron transfer with photoexcited ruthenium (II), rhenium (I), and iridium (III) complexes’’ Coord. Chem. Rev., 282, 150-158, 2015.

9 SILVA, D. E. S.; CALI, M. P.; PAZIN, W. M.; CARLOS-LIMA, E.; TREVISAN, M. T. S.; VENÂNCIO, T.; ARCISIO-MIRANDA, M.; ITO, A. S.; CARLOS, R. M. "Luminescent Ru(II)-phenanthroline complexes as a probe for real-time imaging of A self-aggregation and therapeutic applications in Alzheimer's disease" J. Med. Chem. 59(19), 9215–9227, 2016.

10 CAMILO, M. R.; CARDOSO, C. R.; CARLOS, R. M.; LEVER, A. B. P. Photosolvolysis of cis-[Ru(-diimine)2(4-aminopyridine)2]2+ complexes: Potophysical, Spectroscopic and Density Functional Theory analysis. Inorg. Chem. 53, 3694-3708, 2014.

11 CARDOSO, C.R. ‘’Complexos de rutênio bioativos: síntese, caracterização e ensaios biológicos’’ São Carlos, Programa de Pós Graduação em Química –UFSCar, 2014. Tese de Doutorado.

12 SKOOG D.A., WEST, D.M., HOLLER, F.J.; CROUCH, S.R. Fundamentos de Química Analítica, 8ª edição, Editora Thomson, São Paulo, 680, 2006.

13 HOLM, R. H., KENNEPOHL, P., SOLOMON, E. I. ‘’Structural and Functional Aspects of Metal Sites in Biology’’. Chem. Rev., 96, 2239-2314, 1996.

14 TURRO, N. J., RAMAMURTHY, V., SCAIANO, J. C. Principles of molecular photochemistry: an introduction. University science books. 2009.

15 NEAULT, J. F.; TAJMIR-RIAHI, H. A. Interaction of cisplatin with human serum albumin. Drug binding mode and protein secondary structure. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Protein Structure and Molecular Enzymology, 1384(1), p. 153-159, 1998.

16 WALTON, A. G.; MAENPA, F. C. Application of fluorescence spectroscopy to the study of proteins at interfaces. Journal of Colloid and Interface Science, 72(2), p. 265-278, 1979.