Complejos de Ru(II) con 2,2'-biimidazol para sensores químicos luminiscentes y fotosensibilización de especies reactivas de oxígeno (ROS)

• Autores: José Quílez Alburquerque
• Directores de la Tesis: Guillermo Orellana Moraleda (dir. tes.), Ana Belén Descalzo López (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Número de páginas: 295
• Tribunal Calificador de la Tesis: María Elena Benito Peña (presid.), Laura Rodriguez Perez (secret.), Rosana Badía Laíño (voc.), Gustavo Teodosio Ruiz (voc.), Cristian Alejandro Strassert (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Orgánica por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Química
    • Química analítica
    • Química orgánica
• Texto completo no disponible (Saber más ...)
• Resumen
  • español

    Los complejos de Ru(II) con ligandos poliazaheteroaromáticos quelantes se han empleado en numerosas aplicaciones debido a sus interesantes propiedades fotofísicas y fotoquímicas. Su intensa emisión, sus largos tiempos de vida de luminiscencia (s) o su elevada estabilidad (foto)química son características ideales para el empleo de estos compuestos de coordinación en el desarrollo de sensores químicos ópticos o como fotosensibilizadores de oxígeno para la generación de especies reactivas de oxígeno. Además, estos complejos destacan por una elevada versatilidad química lo que permite seleccionar minuciosamente los ligandos alrededor del ion metálico, permitiendo así el desarrollo de compuestos "a medida" para una aplicación concreta.

    Los sensores y biosensores químicos ópticos han experimentado un gran avance, sobre todo en lo que respecta a la mejora de la calidad de vida de la población. En particular, una de las áreas que ha suscitado un gran interés en estos últimos años es la seguridad alimentaria. La presencia y la consecuente ingesta de contaminantes en alimentos que consumimos diariamente es alarmante. En particular, la contaminación de alimentos por micotoxinas -metabolitos secundarios producidos por diferentes especies de hongos-, es especialmente preocupante. El consumo continuado de estos metabolitos puede provocar desde problemas gastrointestinales hasta inmunodeficiencia o cáncer. En la actualidad se han identificado más de un centenar de micotoxinas producidas por diferentes especies de hongos. La mayoría de estos contaminantes son analizados empleando métodos cromatográficos sofisticados, de elevado coste y que requieren de personal cualificado como LC-MS/MS.

    Los sensores químicos luminiscentes son una de las mejores opciones a la hora de desarrollar nuevas plataformas de detección, debido a su gran sensibilidad, selectividad, versatilidad (es posible medir intensidad de emisión, tiempos de vida de luminiscencia y polarización) y portabilidad. En este contexto, los complejos de Ru(II) con ligandos poliazaheteroaromáticos ocupan un destacado lugar en el desarrollo de sensores químicos ópticos. Adicionalmente, la combinación de estos indicadores luminiscentes con materiales de reconocimiento como los polímeros de impronta molecular (MIPs) puede resultar una aproximación muy ventajosa e innovadora. Los MIPs son materiales sintéticos que se comportan como un receptor biomimético reconociendo selectivamente un determinado analito. Estos polímeros poseen cavidades selectivas de reconocimiento molecular generadas durante el proceso de polimerización alrededor de una "molécula plantilla" que se extrae una vez formada la red entrecruzada.

    Los complejos de Ru(II) también destacan por su capacidad para actuar como fotosensibilizadores de oxígeno para la generación de especies reactivas de oxígeno debido a su elevada eficiencia de formación de estado excitado triplete del tipo transferencia de carga del metal al ligando (3MLCT). Los complejos de Ru(II) en el estado excitado triplete pueden experimentar diferentes procesos bimoleculares como la transferencia de energía o de un electrón a la molécula de 3O2 (oxígeno molecular en su estado fundamental triplete), generando especies reactivas de oxígeno (ROS) como el oxígeno singlete (1O2) o el anión superóxido (O2-) que pueden producir un importante daño celular. Este mecanismo ha sido muy estudiado para su aplicación en terapia fotodinámica (TFD) en el tratamiento del cáncer, la desinfección bacteriana o frente a virus.

  • English

    Ru(II) complexes with polyazaheteroaromatic ligands have been widely invertigated since 1959, when the first Ru(II) complex, tris(2,2'-bipyridine)ruthenium(II) [Ru(bpy)3]2+, was described. These metallo-complexes exhibit unique photophysical and photochemical features that make them suitable for multiple applications in different fields. Their intense luminescence in solution, s-long luminescence lifetimes, high photostability and their ability to generate reactive oxygen species, make these compounds ideal candidates for the development of optical chemical sensors and photosensitization (photodynamic therapies, photodisinfection…). Furthermore, their chemical versatility allows the development of photoactive compounds “on demand” for a particular application by judicious selection of their metal-chelating ligands.Over the past few years, the optical chemical sensors and biosensors technology has notably developed with the aim of improving the population’s quality of life. In particular, food safety has become a major concern for the agricultural sector and the human public health. The presence of contaminants such as microorganisms, pesticides, antibiotics, microplastics or mycotoxins in a large fraction of the food we consume daily is alarming. Hence the European Union efforts to establish maximum residue limits for those contaminants in food and feed. In this regard, food contamination by mycotoxins, secondary metabolites produced by different species of fungi, is a global concern. Exposure to mycotoxins may induce adverse effects on human and animal health, ranging from gastrointestinal and kidney disorders to immune deficiency and cancer. Therefore it is particularly interesting the development of sensitive, selective, straightforward analytical methods for its rapid detection and quantification in situ, without transporting the sample to the laboratory, where expensive techniques such as LC-MS/MS are currently applied for toxin identification and determination...