“Efecto de ciclodextrinas en el quenching alcalino de hidroxindoles de interés biológico”

BRACAMONTE, A. GUILLERMO; VEGLIA, ALICIA V.

Mar del Plata, Buenos Aires

Congreso; Simposio Nacional de Química Orgánica (SINAQO); 2005

Asociación Argentina de Química Orgánica

En busca de mejorar las condiciones para la determinación analítica de hidroxiindoles (S) a pH alcalinos (pH >12,00), en donde es conocida la desactivación o quenching de fluorescencia por oxhidrilos que involucra la deprotonación del grupo amino del resto pirrólico, se estudió el efecto de receptores macrocíclicos como las ciclodextrinas nativas (oligómeros cíclicos de glucosa, CD; ej.: bciclodextrina, bCD, 7 unidades) y modificadas ( ej.: hidroxipropil-b-ciclodextrina,  HPbCD).  Las CDs forman complejos de inclusión con variados sustratos y esta interacción produce cambios en las propiedades físicas y químicas del compuesto complejado. Dentro de los hidroxiindoles se eligieron,  la serotonina (5-hidroxitriptamina, 5HT), que es un importante neurotransmisor del sistema nervioso central, y su metabolito principal el ácido 5-hidroxi-3-indolilacético (5HIA) (T=25,0 0C, pH >12,20). En el rango de pH 12,20-13,00 el receptor se encuentra neutro e ionizado (pKa = 12,10) y las fracciones molares de CD y CD- varían. Para poder conocer las fracciones de fluorescencia del sustrato libre y complejado con cada una de las dos especies de CD a estos pH, se deben conocer las constantes de asociación (KA/M-1) con  ambas especies, y sus respectivos valores de relaciones de rendimientos cuánticos entre el sustrato complejado y el libre (fSCD/fS). Estos parámetros pudieron determinarse en base a los cambios observados de fluorescencia en presencia de concentraciones crecientes de CDs a distintos pHs. A pH 13,00, las KA del 5HIA con el receptor ionizado son (73±26) y (74±40) y (fSCD/fS) son (1,8±0,2) y (4,1±0,9) para bCD e HPbCD respectivamente. Para 5HT los valores de KA son (68±5) y (162±50) y los valores de (fSCD/fS) son, (4,6±0,1) y (4,9±0,5) para bCD e HPbCD respectivamente. Dado que es imposible determinar independientemente las KA con la CD neutra para 5HIA y 5HT (pH > 12,20), los cambios en fluorescencia observados a pH menores a 13,00 serán tratados matemáticamente a fines de poder calcular dichos valores. Se compará el efecto de las CD ionizadas y neutras sobre las KA y sobre las constantes de quenching de fluorescencia ( KSQ, KSCDQ KSCD-Q ). Los resultados evidencian un incremento de la respuesta fluorescente del sustrato complejado debido a la protección del estado excitado producido por el receptor en relación a la acción del quencher en la reacción de transferencia del protón.                           En el rango de pH 12,20-13,00 el receptor se encuentra neutro e ionizado (pKa = 12,10) y las fracciones molares de CD y CD- varían. Para poder conocer las fracciones de fluorescencia del sustrato libre y complejado con cada una de las dos especies de CD a estos pH, se deben conocer las constantes de asociación (KA/M-1) con  ambas especies, y sus respectivos valores de relaciones de rendimientos cuánticos entre el sustrato complejado y el libre (fSCD/fS). Estos parámetros pudieron determinarse en base a los cambios observados de fluorescencia en presencia de concentraciones crecientes de CDs a distintos pHs. A pH 13,00, las KA del 5HIA con el receptor ionizado son (73±26) y (74±40) y (fSCD/fS) son (1,8±0,2) y (4,1±0,9) para bCD e HPbCD respectivamente. Para 5HT los valores de KA son (68±5) y (162±50) y los valores de (fSCD/fS) son, (4,6±0,1) y (4,9±0,5) para bCD e HPbCD respectivamente. Dado que es imposible determinar independientemente las KA con la CD neutra para 5HIA y 5HT (pH > 12,20), los cambios en fluorescencia observados a pH menores a 13,00 serán tratados matemáticamente a fines de poder calcular dichos valores. Se compará el efecto de las CD ionizadas y neutras sobre las KA y sobre las constantes de quenching de fluorescencia ( KSQ, KSCDQ KSCD-Q ). Los resultados evidencian un incremento de la respuesta fluorescente del sustrato complejado debido a la protección del estado excitado producido por el receptor en relación a la acción del quencher en la reacción de transferencia del protón.                           En el rango de pH 12,20-13,00 el receptor se encuentra neutro e ionizado (pKa = 12,10) y las fracciones molares de CD y CD- varían. Para poder conocer las fracciones de fluorescencia del sustrato libre y complejado con cada una de las dos especies de CD a estos pH, se deben conocer las constantes de asociación (KA/M-1) con  ambas especies, y sus respectivos valores de relaciones de rendimientos cuánticos entre el sustrato complejado y el libre (fSCD/fS). Estos parámetros pudieron determinarse en base a los cambios observados de fluorescencia en presencia de concentraciones crecientes de CDs a distintos pHs. A pH 13,00, las KA del 5HIA con el receptor ionizado son (73±26) y (74±40) y (fSCD/fS) son (1,8±0,2) y (4,1±0,9) para bCD e HPbCD respectivamente. Para 5HT los valores de KA son (68±5) y (162±50) y los valores de (fSCD/fS) son, (4,6±0,1) y (4,9±0,5) para bCD e HPbCD respectivamente. Dado que es imposible determinar independientemente las KA con la CD neutra para 5HIA y 5HT (pH > 12,20), los cambios en fluorescencia observados a pH menores a 13,00 serán tratados matemáticamente a fines de poder calcular dichos valores. Se compará el efecto de las CD ionizadas y neutras sobre las KA y sobre las constantes de quenching de fluorescencia ( KSQ, KSCDQ KSCD-Q ). Los resultados evidencian un incremento de la respuesta fluorescente del sustrato complejado debido a la protección del estado excitado producido por el receptor en relación a la acción del quencher en la reacción de transferencia del protón.                           En el rango de pH 12,20-13,00 el receptor se encuentra neutro e ionizado (pKa = 12,10) y las fracciones molares de CD y CD- varían. Para poder conocer las fracciones de fluorescencia del sustrato libre y complejado con cada una de las dos especies de CD a estos pH, se deben conocer las constantes de asociación (KA/M-1) con  ambas especies, y sus respectivos valores de relaciones de rendimientos cuánticos entre el sustrato complejado y el libre (fSCD/fS). Estos parámetros pudieron determinarse en base a los cambios observados de fluorescencia en presencia de concentraciones crecientes de CDs a distintos pHs. A pH 13,00, las KA del 5HIA con el receptor ionizado son (73±26) y (74±40) y (fSCD/fS) son (1,8±0,2) y (4,1±0,9) para bCD e HPbCD respectivamente. Para 5HT los valores de KA son (68±5) y (162±50) y los valores de (fSCD/fS) son, (4,6±0,1) y (4,9±0,5) para bCD e HPbCD respectivamente. Dado que es imposible determinar independientemente las KA con la CD neutra para 5HIA y 5HT (pH > 12,20), los cambios en fluorescencia observados a pH menores a 13,00 serán tratados matemáticamente a fines de poder calcular dichos valores. Se compará el efecto de las CD ionizadas y neutras sobre las KA y sobre las constantes de quenching de fluorescencia ( KSQ, KSCDQ KSCD-Q ). Los resultados evidencian un incremento de la respuesta fluorescente del sustrato complejado debido a la protección del estado excitado producido por el receptor en relación a la acción del quencher en la reacción de transferencia del protón.