Versatilidade de complexos [Eu(tta)3(phen-derivado): avaliação da aplicabilidade em nanotermometria, concentradores solares luminescentes e sensoriamento de oxigênio singleto em meio biológico
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Data
2024-04-29
Autores
Orientador
Pires, Ana Maria 
Coorientador
Davolos, Marian Rosaly
Carneiro Neto, Albano Neto
Pós-graduação
Química - IQAR 33004030072P8
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
Este estudo descreve a síntese e caracterização de novos complexos luminescentes baseados na combinação do íon Eu3+ com os ligantes tta (2-tenoiltrifluoroacetona, desprotonado) e derivados da 1,10 – fenantrolina, denominados PIB, PIB_4CH3, PIB_4F, PIN_2OH e AIP. Estes foram estrategicamente planejados para absorverem mais eficientemente radiação UV, através do aumento do sistema p estendido das moléculas, favorecendo processos de transferência de energia ligante-metal. Os complexos produzidos utilizando tta e os ligantes sintetizados, através de uma reação “one-pot”, foram testados nas áreas de termometria e concentradores solares luminescentes, e quanto à sua toxicidade em meio celular visando futuro uso em sensoriamento de oxigênio singleto em meio biológico. A partir das caracterizações via FTIR, UV-vis, espectrometria de massas e análise elementar, e também de abordagem utilizando cálculos computacionais, foi possível sugerir a produção com sucesso dos compostos idealizados na estequiometria [Eu(tta)3(X)], onde X = PIB, PIB_4CH3, PIB_4F, PIN_2OH, ou AIP. Considerando-se a termometria luminescente, os complexos foram avaliados antes e após serem suportados em filme de SiCO (SIlicon Castor-Oil) numa concentração de 0,25% de complexo. Dentre todos os sistemas, destacou-se o filme contendo o complexo [Eu(tta)3(PIB)], com máxima sensibilidade térmica relativa de 1,8 %K-1 a 270 K, e mínima incerteza da temperatura de 5 K. Já em concentradores solares luminescentes, o mesmo complexo, agora em matriz de PMMA (Polimetilmetacrilato), exibiu os maiores valores de eficiência óptica e de eficiência de conversão de energia de 0,52% e de 3,6 10-4 %, respectivamente. Ao variar-se a matriz polimérica, no caso PVP (polivinilpirrolidona) e o próprio SiCO, seus filmes luminescentes mantiveram desempenho similar, confirmando sua potencialidade neste tipo de aplicação. Quanto aos testes biológicos, os complexos apresentaram toxicidade celular relativamente elevada, tanto em linhagens saudáveis quanto tumorais, o que os direciona para estudos in vitro, e não in vivo. Baseado em cálculos computacionais, foi possível sustentar a viabilidade de aplicação como sensores de oxigênio singleto, considerando o modelo de supressão de Stern-Volmer como o mais provável para atuar nesses casos. Fica plenamente evidenciada, portanto, a versatilidade que os complexos estudados nessa tese exibem em termos das várias potenciais aplicações.
Resumo (inglês)
This study describes the synthesis and characterization of new luminescent complexes based on the combination of the Eu3+ ion with the ligands tta (2-thenoyltrifluoroacetone, deprotonated) and 1,10 – phenanthroline derivatives, called pib, pib_4CH3, pib_4F, pin_2OH and aip. These were strategically designed to absorb UV radiation more efficiently, by increasing the extended -system of the molecules, favoring ligand-metal energy transfer processes. The complexes produced using tta and the ligands synthesized, through a “one-pot” reaction, were tested in the areas of thermometry and luminescent solar concentrators, and for their toxicity in cellular environments with a view to future use in singlet oxygen sensing in biological environments. Based on characterizations via FTIR, UV-vis, mass spectrometry and elemental analysis, and an approach using computational calculations, it was possible to suggest the successful production of compounds idealized in stoichiometry [Eu(tta)3(X)], where X = pib, pib_4CH3, pib_4F, pin_2OH or aip. Considering luminescent thermometry, the complexes were evaluated before and after being supported on a SiCO film (SIlicon Castor-Oil) at a concentration of 0.25% of complex. Among all the systems, the film containing the [Eu(tta)3(pib)] complex stood out, with maximum relative thermal sensitivity of 1.8% K-1 at 270 K, and minimum temperature uncertainty of 5 K. In luminescent solar concentrators, the same complex, now in a PMMA (Polymethylmethacrylate) matrix, exhibited the highest optical efficiency and energy conversion efficiency values of 0.52% and 3.6 10-4%, respectively, among the systems investigated. By varying the polymer matrix, in this case PVP (polyvinylpyrrolidone) and SiCO itself, their luminescent films maintained similar performance, confirming their potential in this type of application. As for biological tests, the complexes showed relatively high cellular toxicity, both in healthy and tumor cell lines, which directs them to in vitro studies, and not in vivo. Based on computational calculations, it was possible to support the feasibility of application as singlet oxygen sensors, considering the Stern-Volmer suppression model as the most likely to act in these cases. Therefore, the versatility that the complexes studied in this thesis exhibit in terms of the various potential applications is fully evident.
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Idioma
Português