Síntese e estudo das propriedades fotofísicas de estreptocianinas altamente conjugadas

Abstract

Estreptocianinas são uma classe de corantes pouco investigadas na literatura. Cianinas com grande conjugação, possuem inúmeras publicações, e têm suas características e propriedades bem definidas na literatura. Estruturas contendo transferência protônica no estado excitado, fenômeno conhecido como ESIPT (do inglês Excited State Proton Transfer), possuem suas propriedades bem definidas, e em especial, suas propriedades fotofísicas, onde a dupla emissão de fluorescência é a principal característica. Das estruturas contendo ESIPT apresentadas na literatura, poucas apresentam grande conjugação. Dessa forma, esse trabalho objetivou sintetizar novas estreptocianinas contendo em sua estrutura, núcleos capazes de realizar ESIPT. Essas estruturas tiveram suas propriedades fotofísicas investigadas através de técnicas de espectroscopia de absorção e emissão de fótons. Observou-se que, em alguns solventes, houve formação de agregados. O processo ESIPT foi identificado para uma situação de diluição. Para compreender os agregados formados, estudos em etanol foram realizados e identificou-se a tendência de formar agregados maiores que dímeros. Além disso, investigações da interferência das estreptocianinas como supressores de fluorescência de BSA (albumina sérica bovina) foram realizadas. Foi observado que essas estruturas suprimem a emissão de fluorescência da proteína, atuando nos resíduos de triptofano, através de supressão estática. Além disso, verificou-se que as estreptocianinas podem ser utilizadas como sensores de pH. Observou-se a propriedade de sensor fluorimétrico, com emissão de fluorescência apenas em pH básico. Além disso, observou-se a propriedade de sensor colorimétrico, onde as soluções possuem coloração rosa a lilás em pH ácido, enquanto que em pH neutro e básico, a coloração amarela. Sendo assim, esse trabalho contribui de forma significativa na compreensão de processos fotofísicos mais complexos e traz um apanhado de informações inéditas sobre as estreptocianinas, suas propriedades e possíveis aplicações.

Streptocyanines are a class of cyanine dyes with low number of publications on the literature. Cyanines with high conjugation have numerous publications, and have their characteristics and properties well defined. Structures containing proton transfer in the excited state, known as ESIPT (excited state proton transfer), have their properties well defined, and especially their photophysical properties, where the double emission of fluorescence is the main characteristic. Considering the structures containing ESIPT presented in the literature, few of them have great conjugation. Thus, this work aimed to synthesize new streptocyanines containing in their structure, the possibility of performing ESIPT. These structures had their photophysical properties investigated through absorption spectroscopy and photon emission techniques. It was observed that in some solvents aggregates were formed. The ESIPT process was identified for a dilution situation, whose fluorescence emission profile is characteristic of a portion of the molecule who performs ESIPT. To investigate the aggregates, studies of streptocyanines in ethanol were performed, and the tendency to form aggregates larger than dimers were identified. In addition, investigations of the performance of streptocyanines as suppressors of BSA (bovine serum albumin) fluorescence were performed. These structures suppressed the fluorescence emission of BSA, acting on the tryptophan residues, by means of static suppression. Moreover, it has been found that streptocyanines can be used as pH sensors. The fluorimetric sensor property was observed, with fluorescence emissions only at basic pHs, as well as the property of a colorimetric sensor, where the solutions have pink to lilac coloration at acidic pHs, while at neutral and basic pHs the yellow coloration were predominant. Thus, this work contributes significantly to understand the complex photophysical processes, and brings a collection of unpublished information on streptococyanines, their properties and possible applications.