⎢71⎥
3.3.
A
VALIAÇÃOD
ASP
ROPRIEDADESF
OTOFÍSICASD
ASD
ÍADESD
OT
IPOP
ORFIRINA-‐F
LAVONOIDEConsiderando o OBJETIVO II, uma vez sintetizadas as díades porfirina-‐flavonoide
pretendidas procedeu-‐se à avaliação das suas propriedades fotofísicas, tendo em vista a sua potencial aplicação na terapia fotodinâmica e/ou no fotodiagnóstico.
Sabendo que os macrociclos tetrapirrólicos se apresentam como os compostos de
eleição a usar na PDT e no PD, foi pertinente a sua escolha para a síntese das díades em estudo, mediante o facto de estas serem moléculas fluorescentes e de apresentarem a peculiaridade de se acumularem preferencialmente em células cancerígenas face às
células normais.[82] A escolha dos flavonoides como compostos a acoplar com as
porfirinas, foi devido à possibilidade destes compostos apresentarem atividade anticancerígena, sendo que por outro lado estes não suscitam citotoxicidade significativa para as células humanas normais.[33]
Sabendo que a terapia fotodinâmica assim como o fotodiagnóstico tiram partido da
ação conjugada de uma molécula fotoexcitada e da aplicação de luz, será importante referir os processos fotofísicos envolvidos em ambas as técnicas.
O diagrama de Jablonski, representa o "trajeto" percorrido desde que uma molécula no estado fundamental absorve luz de uma dada energia até retornar novamente ao estado fundamental, mais estável e de menor energia (FIGURA 39).[83]
FIGURA 39. DIAGRAMA DE JABLONSKI MODIFICADO.[83]
Dependendo da energia incidente, a molécula pode ser promovida ao primeiro estado excitado singuleto (S1) ou a um estado excitado singuleto de energia superior pela transição do eletrão para um nível eletrónico (S2...Sn) mais alto. Quando o estado singuleto ocupado corresponde a n > 1, o eletrão decai através de processos de conversão interna para o estado excitado singuleto de menor energia (S1). Encontrando-‐ se o eletrão neste estado excitado o seu decaimento pode ocorrer de duas maneiras distintas:
-‐ o eletrão sofre um decaimento para o estado fundamental (S0) com emissão de
radiação (fluorescência) ou com emissão de calor; ou
-‐ o eletrão é conduzido, via cruzamento intersistemas, ao estado excitado tripleto
(T1). Neste estado, o eletrão pode posteriormente decair para o estado fundamental (S0) com emissão de radiação (fosforescência) ou mais uma vez por emissão de calor. Pode também ocorrer, que a molécula no estado excitado tripleto (T1) transfira a sua energia para outra que esteja no estado fundamental (T0), promovendo a sua excitação para um estado de energia mais alto, designando-‐se este processo por reação de fotossensibilização.
No caso concreto da PDT, o seu modo terapêutico é iniciado pela irradiação do PS, sendo este promovido a um estado excitado singuleto. Posteriormente, se o seu decaimento energético ocorrer preferencialmente via conversão intersistemas verifica-‐se a formação do estado excitado tripleto do PS.[84] Uma vez neste estado, podem ocorrer dois mecanismos distintos de fototoxicidade:
-‐ Mecanismo Tipo I -‐ o PS pode interagir com as moléculas vizinhas com abstração de um eletrão ou protão originando espécies radicalares, as quais provocam danos celulares; ou
-‐ Mecanismo Tipo II -‐ o PS transfere a sua energia para o oxigénio molecular (3O2), ocorrendo a formação de oxigénio singuleto (1O2). Esta espécie é bastante citotóxica e um oxidante muito poderoso, pelo que se presume que esta seja a espécie envolvida na reação com as células cancerígenas e que promove a sua morte celular.
⎢CAPÍTULO 3⎥ DÍADES PORFIRINA-‐FLAVONOIDE ⎢73⎥
Relativamente ao fotodiagnóstico, este rege-‐se pelos mesmos princípios que a PDT,
tirando igualmente partido das propriedades fotofísicas do PS. Porém, neste caso, o PS não deverá sofrer cruzamento intersistemas mas sim decair preferencialmente após excitação por fluorescência para o estado fundamental (S0).
O comportamento fotofísico das moléculas pode se quantificado em termos de
rendimento quântico, o qual representa para qualquer processo a razão entre o número de fotões "em jogo" (nfp) e o número total de fotões absorvidos pela molécula (nfa):
!!!!
€
Φ = (nfp)/(nfa)
A título de exemplo, se uma molécula apresenta um rendimento quântico de
fluorescência de 0,5 pode-‐se dizer que 50% dos fotões absorvidos sofreram decaimento radiativo diretamente do estado exitado singuleto para o estado fundamental com emissão de fluorescência.[81]
É também importante referir, que a soma dos rendimentos quânticos de todos os
processos que envolvem a participação de fotões como a fluorescência Φfl, fosforescência ΦP e estado singuleto ΦS é inferior ou igual à unidade:
!!
€
ΣΦ ≤ 1
Em suma, podemos considerar que os compostos passíveis de serem usados na PDT
devem apresentar caraterísticas que favoreçam a formação de 1O2 ao invés da emissão por fluorescência. Por outro lado, os compostos a utilizar no fotodignóstico não devem apresentar produção de 1O2 e ter como preferência a emisão por fluorescência.
Como é possível verificar, o estudo das propriedades fotofísicas dos compostos
permite avaliar se os compostos apresentam as caraterísticas necessárias para a sua potencial utilização nas técnicas referidas. Posto isto, procedeu-‐se à avaliação de algumas propriedades fotofísicas das díades, nomeadamente a sua emissão por fluorescência (determinando o rendimento quântico de fluorescência) e a produção de oxigénio singuleto (monitorizando a fotodegradação do DFiBF).
3.3.1. AVALIAÇÃO DA EMISSÃO POR FLUORESCÊNCIA
O estudo das propriedades fotofísicas, iniciou-‐se pela avaliação da emissão por fluorescência dos compostos sintetizados, tendo-‐se primeiramente procedido ao
registo dos espectros de fluorescência referentes às soluções em DMF das díades porfirina-‐flavonoide em posição meso complexadas (16 -‐ 18) e descomplexadas (24 -‐ 26).
As soluções em DMF de cada díade foram excitadas a λ 550 nm, sendo registados os espectros de fluorescência entre 600 e 850 nm, à temperatura de 20 oC e em condições aeróbicas.
Os espectros de emissão das soluções em DMF das díades porfirina-‐flavonoide em
posição meso complexadas (16 -‐ 18) são caracterizados pela existência de duas bandas de
emissão a aproximadamente 611 e 659 nm. De igual modo, os espectros de emissão das soluções em DMF das díades porfirina-‐flavonoide em posição meso descomplexadas
(24 -‐ 26) são caracterizados pela existência de duas bandas de emissão, surgindo estas a
aproximadamente 658 e 719 nm (FIGURA 40).