Nanosondas fluorescentes: estrategias sintéticas y fotofísica en la interfase (in)orgánica
Los avances en microscopía de fluorescencia, impulsados en los últimos años por el desarrollo de técnicas de superresolución, han estimulado la demanda de sondas fluorescentes con actividad en la zona del infrarrojo cercano (NIR, 650-900 nm), biocompatibles y con propiedades fotofísicas mejoradas. En este contexto, se propone como hipótesis de trabajo la posibilidad de mejorar la fotoestabilidad de tricarbocianinas por desactivación de sus estados tripletes fotorreactivos. Se plantean así dos estrategias: por un lado, la modificación directa de la estructura química del fluoróforo con antioxidantes para evaluar un aumento de fotoestabilidad en solución, y, por otro lado, el confinamiento del fluoróforo y el antioxidante en mesoporos de nanopartículas de dióxido de silicio.
En este trabajo de tesis se sintetizaron aminotricarbocianinas rígidas solubles en agua que presentan fluorescencia en el NIR. Estas cianinas bifuncionales presentan en su estructura molecular dos grupos carboxílicos que permite su unión en plataformas y biomoléculas e incluyeron ácido gálico y Trolox (antioxidantes) derivatizados con espaciadores diamina en la posición meso de su estructura química con el fin de mejorar su fotoestabilidad. Los estudios de fotoblanqueo de la fluorescencia demostraron menores niveles de fotodegradación de las tres cianinas con grupo antioxidante. A su vez, se realizó un estudio de las vías cinéticas del fotoblanqueo de estas moléculas mediante medidas de generación de oxígeno singulete y voltametría cíclica a partir de las cuales se propone una posible vía de fotodegradación por reacción con O2 y formación del anión superóxido.
En segunda instancia, se estudió la incorporación de las tricarbocianinas en sistemas nanoparticulados porosos con el propósito de integrar en una sola plataforma, sondas fluorescentes y antioxidantes. Para este objetivo se emplearon nanopartículas de sílice mesoporosas de 60 nm de diámetro basadas en la co-condensación de tetraetiletoxisilano (TEOS) y 3-mercaptopropiltrimetoxisilano (MPMS); este sistema permitió explorar alternativas para el anclado de una tricarbocianina (Cy–Cl) y ácido gálico en los poros del material mediante diferentes estrategias sintéticas. Las partículas con colorante resultaron ser fluorescentes en el infrarrojo cercano con cierto grado de agregación en el volumen del poro al tiempo que se observó una moderada mejora en la fotoestabilidad.
Los resultados de esta tesis resultan una promisoria base de conocimiento para futuros estudios de nanosondas fluorescentes con propiedades ópticas mejoradas necesarias para microscopías de fluorescencia de sistemas biológicos.
