DESARROLLO DE FOTOSENSIBILZADORES POLIMERICOS: POLIALILAMINA (PAH) FUNCIONALIZADO CON CARBOXIPTERINA (CAP)

Resumen

Introducción: Las pterinas sustituidas oxidadas, como la carboxipterina (Cap), son fotosensibilizadores que puede absorber radiación ultravioleta (320-400 nm)¹. Cap puede participar en reacciones de fotosensibilización donde un sustrato es atacado como resultado de la absorción inicial de radiación conduciendo a una alteración de otra especie química a través de una serie de mecanismos de oxidación de tipo I y tipo II². Las reacciones de fotosensibilización pueden usarse para el desarrollo de aplicaciones biomédicas o para el tratamiento de contaminantes ambientales por fotoxidación³ a través de la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS). Para aumentar la estabilidad de los fotosensibilizadores y disponibilidad de ROS se propone el diseño de estructuras supramoleculares que permitan modular sus propiedades fotoquímicas⁴. Para ello, se utilizan polielectrolitos sintéticos catiónicos como el clorhidrato de polialilamina (PAH) que puede modificarse covalentemente para unir unidades fotosensibilizadoras de Cap a su estructura polimérica. Por tanto, el objetivo de esta investigación es el estudio de las propiedades fotofísicas y fotosensibilizadoras de PAH funcionalizado con Cap en moléculas biológicas como el nucleósido de guanina (dG).

Resultados: El proceso de funcionalización covalente de PAH con Cap se realizó utilizando EDC y SulfoNHS en medio acuoso mediante una reacción tipo carboimida. La reacción cruda se purificó mediante columna de exclusión molecular Sephadex G25 donde se recolectaron las primeras fracciones correspondientes al PAH modificado con Cap (PAH-Cap). La funcionalización de PAH-Cap se cuantificó y se verificó su pureza mediante HPLC utilizando una columna de exclusión molecular. El estudio de las propiedades espectroscópicas de PAH-Cap en medio ácido y básico demuestran que PAH afecta el pKa de Cap libre tanto es su estado fundamental como en el estado excitado. El rendimiento cuántico de fluorescencia (Φ_F) y tiempo de vida (τ_F) de los estados singuletes de PAH-Cap son menores a Cap libre en medio acuoso ácido y básico. Finalmente, PAH-Cap demuestra que tiene efecto fotosensibilizador provocando la degradación de la guanina hasta aproximadamente el 50% en un tiempo de fotólisis de 20 minutos.

Conclusiones: Es este trabajo se funcionalizó covalentemente el polímero PAH con Cap en solución acuosa. Se determinó que la incorporación de Cap a la estructura polimérica modifica las propiedades espectroscópicas del fotosensibilizador. Finalmente, el PAH-Cap presenta capacidad fotosensibilizadora sobre la molécula de guanina bajo radiación UV-A. Los resultados obtenidos son prometedores para la generación de sistemas autoensamblados con aplicaciones ambientales y biomédicas.

Referencias

1. Dántola, M. L., et al. Photochem. B Biol. 181, 157–163 (2018).
2. Da, M., et al. Photochem. 93, 912–919 (2017).
3. Miñán, A., et al. Biofouling 31, 459–468 (2015).
4. Serrano, M. P., et al. RSC Adv. 9, 19226–19235 (2019).