Mostrar registro simples

dc.contributor.authorCampos, Isabele Aparecida Soares de
dc.date.accessioned2023-10-16T17:23:27Z
dc.date.available2023-10-16T17:23:27Z
dc.date.issued2023-09-13
dc.identifier.citationCAMPOS, Isabele Aparecida Soares de. Complexo de Ru(II)-perileno diimida para ativação do oxigênio singleto: agente teranóstico em melanoma. 2023. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18766.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18766
dc.description.abstractIn this study, a new perylene diimide ligand functionalized at the 1,7-bay positions with two pyrrolidine molecules and at the imide positions with 5,10-amino-phenanthroline (PDI-Py) and a new electron donor-acceptor dyad [Ru(phen)2(PDI-Py)]2+ (RuPDI-Py), where phen = 1,10-phenanthroline, was developed for potential applications in photomedicine by combining absorption and emission in the near-infrared region with the ability to generate singlet oxygen (1O2). The electrochemical, photophysical, and photochemical properties of the PDI-Py ligand and the RuPDI-Py dyad were investigated using steady-state and time-resolved spectroscopic techniques in organic solvents and water. The pyrrolidine substituent induced a shift in the absorption (720 nm) and fluorescence (767 nm, EM = 1.75 ns) to the near-infrared region of the PDI-Py ligand. In DMSO, the RuPDI-Py dyad preserved the absorption and fluorescence of the PDI-Py chromophore in the near-infrared region, whereas in the region between 350-550 nm there was an overlap of the absorption bands related to the 1*MLCT and S0→S2 electronic transitions of the chromophores [Ru(phen)3]2+ and PDI-Py, respectively, and the phosphorescence 3*MLCT was completely quenched. Transient absorption studies demonstrated that the excitation of the {Ru(phen)3} moiety in the dyad resulted in rapid photoinduced electron transfer (60 ps) between the constituent chromophores, generating the charge-separated intermediate {Ru3+-(PDI-Py●-) (4 μs) that decays to generate the long-lived triplet state 3*PDI-Py (36 μs), which can sensitize the formation of 1O2 (Δ = 0.40). In water, the RuPDI-Py dyad self-assembled into J-type molecular aggregates, which exhibited 1*PDI-Py fluorescence at 840 nm (τEM = 1.55 ns) and 3*MLCT phosphorescence at 620 nm (τEM = 1.3 μs). Furthermore, excitation of the {Ru(phen)3} moiety resulted in the formation of 3*PDI-Py (15 μs) and the generation of 1O2. The dependence of the photophysical properties of the RuPDI-Py dyad on the wavelength of the excitation light allowed modulation of its biological applications. Using 450 nm visible light, the dyad generated the cytotoxic species 1O2, which induced 100% inhibition of E. Coli colony growth at dyad concentrations above 2.5 μM after light treatment. In vitro studies with human melanoma cells of the MDA-MB-435 cell line demonstrated the photocytotoxicity of the dyad with an IC50 of 2.30 μM (PI > 108), indicating its potential application as a photosensitizer for antimicrobial and antitumor photodynamic therapy. In contrast, using light above 650 nm, only the fluorescence of the dyad in the near-infrared region was observed, which allowed monitoring of its cellular location preferentially in the cytoplasm of MDA-MB-435 cells, as well as monitoring the photoinduced damage by treatment with 450 nm light in cells and in mimetic models of phospholipid membranes, demonstrating the potential application of the dyad as a luminescent biomarker. Finally, polymeric polyacrylonitrile (PAN) nanofibers functionalized with the RuPDI-Py dyad were prepared using the electrospinning method and presented ideal characteristics to act as promising photoactive materials capable of generating 1O2 under irradiation with visible light for future applications in wound healing in the topical treatment of melanoma skin cancer.eng
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectPerileno diimidapor
dc.subjectComplexos de Rutênio (II)por
dc.subjectTransferência de elétrons fotoinduzidapor
dc.subjectOxigênio singletopor
dc.subjectTerapia fotodinâmicapor
dc.subjectMelanomapor
dc.subjectNanofibras poliméricaspor
dc.subjectEletrofiaçãopor
dc.titleComplexo de Ru(II)-perileno diimida para ativação do oxigênio singleto: agente teranóstico em melanomapor
dc.title.alternativeRu(II)-perylene diimide complex for singlet oxygen activation: theranostic agent for melanomaeng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Carlos, Rose Maria
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1589143355309943por
dc.description.resumoNeste trabalho foram desenvolvidos o novo ligante de perileno diimida funcionalizado nas posições 1,7-bay com duas moléculas de pirrolidina e nas posições imida com 5,10-amino-fenantrolina (PDI-Py) e a nova díade de doadora-receptora de elétrons denominada [Ru(phen)2(PDI-Py)]2+ (RuPDI-Py), onde phen = 1,10-fenantrolina, para potenciais aplicações em fotomedicina combinando absorção e emissão na região do infravermelho-próximo com a capacidade de gerar oxigênio singleto (1O2). As propriedades eletroquímicas, fotofísicas e fotoquímicas do ligante PDI-Py e da díade RuPDI-Py foram investigadas por meio de técnicas espectroscópicas de estado estacionário e resolvidas no tempo em solventes orgânicos e em água. A adição do substituinte pirrolidina induziu ao deslocamento da absorção (720 nm) e da fluorescência (767 nm, EM = 1,75 ns) para a região do infravermelho-próximo no ligante PDI-Py. Em DMSO, a díade RuPDI-Py preservou a absorção e fluorescência cromóforo PDI-Py na região no infravermelho-próximo, enquanto na região entre 350-550 nm houve a sobreposição das bandas de absorção referentes às transições eletrônicas 1*MLCT e S0→S2 dos cromóforos [Ru(phen)3]2+ e PDI-Py, respectivamente, e a fosforescência 3*MLCT foi completamente suprimida. Os estudos de absorção transiente demonstraram que a excitação da componente {Ru(phen)3} na díade resultou em uma rápida transferência de elétrons (60 ps) entre os cromóforos constituintes, gerando o estado excitado intermediário de separação de cargas (CS) {Ru3+-(PDI-Py●-)} (4 μs) que levou à população do estado excitado tripleto 3*PDI-Py de longa-duração (36 μs) capaz de sensibilizar a formação do 1O2 (Δ = 0,40). Em água, a díade RuPDI-Py se auto-montou em agregados moleculares do tipo J, exibindo a fluorescência do 1*PDI-Py em 840 nm (τEM = 1,55 ns) e, adicionalmente, a fosforescência da 3*MLCT em 620 nm (τEM = 1,3 μs). Além disso, a excitação da componente {Ru(phen)3} levou à formação do 3*PDI-Py (15 μs) e à geração de 1O2. A dependência das propriedades fotofísicas da díade RuPDI-Py em função do comprimento de onda da luz de excitação permitiu a modulação das suas aplicações biológicas. Utilizando luz visível de 450 nm, a díade gerou a espécie citotóxica 1O2 que induziu à 100% de inibição do crescimento de colônias de E. Coli em concentrações da díade acima de 2,5 μM após ao tratamento com a luz. Estudos in vitro com células de melanoma humano da linhagem celular MDA-MB-435 demonstraram a fotocitotoxicidade da díade com o IC50 de 2,30 μM (PI > 108), indicando a potencial aplicação como fotossensibilizador em terapia fotodinâmica antimicrobiana e antitumoral. Em contrapartida, utilizando luz acima de 650 nm, somente a fluorescência da díade na região do infravermelho-próximo foi observada, o que permitiu monitorar sua localização celular preferencialmente no citoplasma das células MDA-MB-435 como também monitorar os danos fotoinduzidos pelo tratamento com luz de 450 nm nas células e em modelos miméticos de membranas fosfolipídicas, demonstrando a potencial aplicação da díade como biomarcador luminescente. Por fim, nanofibras poliméricas de poliacrilonitrila (PAN) funcionalizadas com a díade RuPDI-Py foram preparadas através do método de eletrofiação e apresentou características ideais para atuar como um promissor material foto-ativo capaz de gerar 1O2 sob irradiação com luz visível para futuras aplicações como um adesivo no tratamento tópico de câncer de pele melanoma.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::FOTO-QUIMICA INORGANICApor
dc.description.sponsorshipId2018-03424-0por
dc.description.sponsorshipId2021/10586-9por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/1562327061267725por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0003-1949-4445por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-0277-9789por


Arquivos deste item

Thumbnail
Thumbnail

Este item aparece na(s) seguinte(s) coleção(s)

Mostrar registro simples

Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Exceto quando indicado o contrário, a licença deste item é descrito como Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil