Generación de peróxido de hidrógeno, anión superóxido y oxígeno singlete por b-carbolinas bajo irradiación UV-A

M. MICAELA GONZALEZ; MATÍAS A. ALÉS-GANDOLFO; FEDERICO A. RASSE-SURIANI; ROSA ERRA-BALSELLS; FRANCO M. CABRERIZO

La Plata, Argentina

Congreso; Sexto Encuentro Nacional de Investigadores en Temas Relacionados con Sustancias Peroxídicas (6º ENIISP); 2010

INIFTA-UNLP

Las b-carbolinas (bCs) son un grupo de alcaloides derivados de 9H-pirido[3,4-b]indol o norharmano (Figura 1). En solución acuosa, en el rango de pH comprendido entre 4-11, estos alcaloides presentan un equilibrio ácido-base muy característico con un valor de pKa alrededor de 7. El otro grupo funcional de la unidad b-carbolínica, el nitrógeno indólico, posee un valor de pKa superior a 12. Sin embargo, el carácter básico de las bCs aumenta considerablemente bajo irradiación (valores de pKa* correspondientes al equilibrio ácido-base entre los estados electrónicamente excitados son alrededor de 7 unidades de pKa mayor a las observadas para el equilibrio entre los estados fundamentales). Por lo tanto, aún en soluciones acuosas de pH 10, la especie neutra de bC sufre una rápida protonación por intercambio con el solvente. Por lo tanto, la especie emisora predominante es la forma protonada de bC desde su primer estado electrónicamente excitado (S1). Luego de la absorción de la radiación, las bCs pueden desactivarse mediante diferentes vías, no radiativas (IC, ISC), radiativas (fluorescencia) y también pueden generar especies reactivas de oxígeno (EROs) u oxidarse generando fotoproductos. Objetivos: Estudiar la capacidad de formación de Especies Reactivas de Oxígeno (peróxido de hidrógeno, anión superóxido, oxígeno singlete, etc) por parte de diferentes bCs al ser irradiadas con luz UV-A. Parte Experimental Compuestos. Las bCs fueron provistas por Sigma-Aldrich. El pH de las soluciones se ajustó agregando microgotas de HCl o NaOH. Para los experimentos de oxígeno singlete se utilizó D2O (Sigma, 99.9%) y el pH se ajustó con DCl (Aldrich, 99.5% D) y NaOD (CEA) en D2O. Irradiación UV. Los experimentos de irradiación continua se realizaron en celdas de cuarzo (1 cm de camino óptico) a temperatura ambiente. Las irradiaciones se realizaron con lámparas Rayonet RPR3500A (Ultraviolet Co.). Se irradiaron soluciones en ausencia de oxígeno, burbujeando con argón durante 10 minutos. Análisis espectrofotométrico. Los espectros UV-visible se registraron con un espectrofotómetro Shimadzu PC2101. Las medidas se realizaron en celdas de cuarzo 1 cm de camino óptico, a temperatura ambiente. Determinación de H2O2. Para la determinación de H2O2, se utilizó el kit de Colesterol (Wiener). El H2O2 se cuantifica por el color que produce (absorbancia a 505 nm) al reaccionar con 4-aminofenazona y fenol. Producción de oxígeno singlete (1O2). Se empleó el método detalladamente descripto en la literatura.1,2Brevemente, se usó un láser Nd-YAG (lexc = 355 nm) como fuente de excitación, monitoreando la emisión fosforescente del 1O2 (a 1270 nm) utilizando para tal fin un detector de germanio a baja temperatura. Los valores de rendimiento cuánticos de producción de 1O2 se calcularon por comparación con la señal obtenida para el ácido perinaftenon-2 sulfonico (compuesto de referencia, 0.97 ± 0.06 in D2O). Resultados En este trabajo, se realiza un estudio comparativo sobre la capacidad de generación de EROs por parte de las bCs detalladas en la Tabla 1, bajo condiciones de irradiación con luz UV-A. Los experimentos se desarrollaron en soluciones acuosas, a temperatura ambiente. Se evaluó la influencia del pH y de la concentración de O2. En particular, se realizaron estudios cuantitativos para determinar la capacidad de dichos alcaloides de producir peróxido de hidrógeno (H2O2) y oxígeno singlete (1O2). Los resultados obtenidos muestran una fuerte dependencia de las reacciones estudiadas con el pH del medio, como así también con la naturaleza del sustituyente. Estos resultados se analizan y comparan con los parámetros fotoquímicos y fotofísicos de las bCs previamente descriptos en la literatura (tales como, capacidad de producción de anión superóxido, rendimiento cuántico de consumo de bC, rendimientos cuánticos de fluorescencia, etc.).