Síntese de novos Seleno-BODIPYs e suas aplicações como sensores fluorescentes para detecção de analitos de interesses biológicos e ambientais

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Cugnasca, Beatriz dos Santos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Anions; Ânions; Biothiols; Biotióis; BODIPY; Fluorescent probes; Paládio; Palladium; Selênio; Selenium; Sensor fluorescente
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-27052025-165934/

BODIPY (borodipirrometeno) é uma classe de compostos que vem ganhando bastante destaque nos últimos anos devido às suas excelentes propriedades espectroscópicas e versatilidade de métodos de pós-funcionalização do núcleo, permitindo o desenvolvimento de novos compostos para aplicações como sensores fluorescentes em diversas áreas, incluindo nanotecnologia, bioimageamento celular, teranóstica, liberação controlada de fármacos, detecção e monitoramento de analitos em sistemas biológicos e ambientais, entre outros. Neste contexto, o desenvolvimento de derivados contendo calcogênio surge como uma alternativa promissora visto que a inserção de grupos calcogenados, no geral, resulta na supressão da fluorescência do núcleo BODIPY devido ao efeito da Transferência Eletrônica Fotoinduzida (PET). No entanto, quando na presença de analitos capazes de reagir com os grupos calcogenados, através de reações de oxidação, complexação ou substituição, o processo PET pode ser inibido e a fluorescência do composto restaurada, em um processo turn-on de fluorescência. Desta forma, novos calcogeno-BODIPYs vêm sendo desenvolvidos para detecção de diversos analitos. Este trabalho teve como objetivo a síntese de derivados seleno-BODIPYs e estudo de aplicações dos mesmos como sensores fluorescentes para detecção de analitos de interesses biológicos e ambientais. Inicialmente, núcleos BODIPY foram sintetizados e a inserção de grupos contendo selênio foi realizada através de diferentes métodos de pós-funcionalização desenvolvidos, resultando em diversos novos seleno-BODIPYs, contendo de 1 a 4 grupos calcogenados em posições variadas do núcleo BODIPY. Dentre as estratégias realizadas encontram-se reações de Substituição Nucleofílica Aromática de derivados BODIPY previamente halogenados, Substituição Nucleofílica Oxidativa de Hidrogênio e Substituição Eletrofílica Aromática. Visando aplicações em sistemas biológicos e ambientais, estudos fotofísicos foram conduzidos com os seleno-BODIPYs na presença de diversos analitos a fim de avaliar a reatividade dos novos compostos. Sendo assim, foram desenvolvidos sensores para detecção de paládio, cianeto, fluoreto e hidróxido. A aplicabilidade do sensor para paládio foi demonstrada, utilizando-se amostra proveniente de reação química de acoplamento catalisada por este metal, resultando em bons valores de recuperação de paládio sem interferências, mostrando potencial para aplicações de interesses industriais. Além disso, foram desenvolvidos sensores fluorescentes para detecção de biotióis (cisteína, homocisteína e glutationa) que permitiram a distinção entre cisteína/homocisteína e glutationa, através de diferenças espectrais e de velocidade de reação, ocasionadas pelos diferentes mecanismos de reação envolvidos. A aplicabilidade dos novos sensores foi demonstrada com sucesso para detecção de biotióis tanto em ensaios celulares, utilizando-se células HeLa, quanto em ensaios com amostras de urina. A incorporação dos BODIPYs em filmes poliméricos e em partículas poliméricas também foi realizada, possibilitando aplicações como sensores termométricos em estado sólido e permitindo estudos para detecção de amônia em sistemas aquosos. Desta forma, neste trabalho, serão apresentados tanto a parte sintética do desenvolvimento de novos derivados seleno-BODIPYs quanto o estudo de suas aplicações como sensores fluorescentes para detecção de diversos analitos de interesses biológicos, ambientais e industriais, demonstrando a versatilidade dos BODIPYs tanto do ponto de vista sintético quanto do ponto de vista de aplicações.