Fotooxidación de sustratos adsorbidos sobre SiO2 mediada por oxígeno singlete monitoreando fluorescencia a nivel partículas individuales

PÉREZ, EUGENIA; JABEEN, SHAKEELA; MARTÍNEZ, SOL; NATERA, JOSÉ ; GREER, ALEXANDER; DURANTINI, ANDRÉS M.

Congreso; VI GRAFOB; 2022

Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) son compuestos orgánicos hidrofóbicos constituidos por dos o más anillos aromáticos fusionados que pueden ser liberados en el ambiente tanto por fuentes naturalescomo por fuentes antropogénicas. Estos compuestos tienen un amplio rango de aplicaciones en que van desde la agricultura, la industria farmacéutica, y otros productos de uso doméstico. Además, se ha demostrado que estas sustancias son contaminantes emergentes, exhibiendo toxicidad a corto y largo plazo. Una cantidad significativas de estos contaminantes son habitualmente vertidos en aguas superficiales y suelos. Estos compuestos pueden llegar a persistir durante semanas o meses afectando al ecosistema.De particular interés es el estudio de la degradación de HAP mediado por reacciones de fotooxidación en superficies sólidas. Como en la mayoría de los sistemas heterogéneos, obtener información directa sobre el mecanismo involucrado en la interacción de las especies reactivas de oxígeno (ROS) con superficies es un gran desafío, típicamente abordado por resonancia paramagnética electrónica (EPR) y cromatografía líquida (HPLC). Más complicado aún es el estudio del efecto que el oxígeno singlete (1O2) tiene en la descomposición de estos contaminantes en fase sólida. En esta oportunidad, hemos empleado un microscopio defluorescencia invertido y algo de creatividad para desarrollar un sistema que permita estudiar la reacción entre 1O2 volátil con HAP adsorbidos en dióxido de silicio (SiO2), unos de los componentes más abundantes en la corteza terrestre (~30%).Una cámara especialmente diseñada e impresa en 3D permite no solo variar las condiciones de trabajo (% de humedad, purga con aire, nitrógeno u oxígeno) sino que, además, monitorear los procesos de oxidativos a nivel de partículas individuales. Estos experimentos pudieron llevarse a cabo sintetizando partículas fotosensibilizantes (PBr2B y PZnPc) y partículas desactivantes (PDMA y PDPBF). Las primeras, encargadas de producir 1O2 fueron adsorbidas con dos fotosensibilizadores, mientras que las partículas desactivantes con dos sustratos capaces de inactivar al oxidante (9,10-dimetilantraceno y 1,3-difenilisobenzofurano). Una vez oxidados, estos sustratos pierden su capacidad de emitir fluorescencia lo que nos permitió monitorear en tiempo real su oxidación observando partículas discretas. Mezclando cantidades específicas de partículas, nuestros resultados posibilitaron determinar cinéticas de pseudo-primer orden con valores para la constante de velocidad observada (Kobs) de 7.3 × 10-5, 7.4 × 10-5 y 8.8 × 10-5 s-1 en mezclas de PBr2B:PDMA, PZnPc:PDMA y PZnPc:PDPBF, respectivamente.Estos estudios son un puntapié inicial que permitirá estudiar procesos de fotoxidación en pesticidas como así también en membranas biológicas (inactivación de microorganismos adheridos a diferentes sustratos).