“COMPUESTOS LUMINISCENTES”

Revista:

Journal of the American Chemical Society JACS

Título:

“Engineering of Highly Luminescent Lanthanide Tags Suitable for Protein Labeling and Time- Resolved Luminescence Imaging”

Nombre: Luz Guarda Garrido

INTRODUCCIÓN Uso de la microscopía de fluorescencia convencional para visualización de tejidos o

compartimientos celulares. En inmunohistoquímica, problemas con la auto-fluorescencia de las muestras y

dispersión de la luz en el equipo

Se propone el uso de la microscopía de luminiscencia (TRLM) como alternativa de la microscopía de fluorescencia convencional

Diseño de nuevos luminófos con mayores tiempos de vida del estado excitado A partir de 1978 los complejos luminiscentes de lantánidos se convirtieron en objeto

de estudio debido a la aplicación en el mejoramiento de los tiempos de resolución de los espectros

Si es tan buena alternativa…. Por qué se han desarrollado tan pocas etiquetas?

-deben ser solubles en medios acuosos o en disolventes adecuados para desempeñar su papel en Sondas bioespecíficas

- unidades con grandes cromóforos

-el complejo debe poseer una zona activada para activar el injerto de los complejos en la zona marcada

INTRODUCCIÓN

Dos posibles estrategias para obtener complejos estables

1. Encapsulamiento de cualquier catión lantánido en una cavidad definida de un macro-ciclo de un criptando.

2. La incorporación en el diseño de ligando (como macro-cíclo o estructuras tipo podales) con numerosas terminaciones anionicas (como funciones carboxilatos o derivados fosforados) para la estabilización del complejo por

interacciones electrostáticas.

SÍNTESIS

N NH2N

NBr Br MeO

O

NH3+, Cl

-

OMe

O OH

O

NH2 *H2O

OH

O

OMeO

OMe O

N

N

N

OEtO

NN

OEtO

O

OMe

N

OMe

O

N

N

Br

N

N

Br

OHO

OH O

N

N

N

OHO

NN

OOH

N N

O

O

N N

O

OLn

N

O

O

NaO

O

OH2

N

O

O

N N

O

O

N N

O

OLn

N

O

O

O

O

OH2

i,ii,iii, iv) v)vi)

vii)

ix ) x )

viii)

SÍNTESIS El ligando LH4 es obtenido en 7 pasos:i. Reacción de Sandmeyer

amina 1° aromática sal de diazonio sust. Por halógeno

ii. Reacción de Metalación

N NH2 N N2+

N Br

N aN O 2 , -2 0 °C

N aO H

B r 2

H C l

N Br N Sn

n -B u - L i , -7 8 °C

B u 3S n C l

SÍNTESISiii. Reacción de acoplamiento de Still con catalizador de Pd

permite la síntesis de bifenilos estéricamente impedidos

iv. Bromación radicalaria en benceno bajo irradiación UV

N Sn NBr Br

[P d (P H 3) 4] tolu en o 1 1 0 °C

NN

NN

N B S ;A IB N , h v

b en cen o NNBr Br

SÍNTESISv. Esterificación del ác. Glutámico hidratado

dimetil ester glutamato; mezcla racémica

vi. N-alquilación

OH

O

NH2 *H2O

OH

O MeO

O

NH3+, Cl

-

OMe

OT M S C l,C H 3O H

t.a

MeO

O

NH3+, Cl

-

OMe

O

+ NNBr Br

O

OMe

N

OMe

O

N

N

Br

N

N

Br

C H 3C N , K 2C O 3

8 0 °C

SÍNTESISvii. Carboxilación bajo atmosfera de CO

tetraester

O

OMe

N

OMe

O

N

N

Br

N

N

BrOMeO

OMe O

N

N

N

OEtO

NN

OEtO

[P d (P P h 3) 2C l2]

E tO H /E t3NC O (1 a tm ) 7 0 °C

SÍNTESISviii. Hidrólisis básica del tetraester y posterior acidificación

Ligando LH4

OMeO

OMe O

N

N

N

OEtO

NN

OEtO

OHO

OH O

N

N

N

OHO

NN

OOH

1 .N a O H , M eO H /H 2 O , 7 0 °C

2 . H C l 2 N

SÍNTESISix. Síntesis del complejo de lantánido

N N

O

O

N N

O

OLn

N

O

O

NaO

O

OH2

OHO

OH O

N

N

N

OHO

NN

OOH

L n C l3 . 6H 2 O , M eO H /H 2 O , 70°C

N aO H d ilu id o

SÍNTESISx. Ester de la N-hidroxisuccinimida

N N

O

O

N N

O

OLn

N

O

O

NaO

O

OH2

N

O

O

N N

O

O

N N

O

OLn

N

O

O

O

O

OH2

N H S, E D C l.H C l, D M SO

t.a

PROPIEDADES DE LOS COMPLEJOS

La alta estabilidad de un complejo de lantánido es un requisito para su uso en medios biológicos.(kcond)

aplicación en ensayos de bioanálisis

Inmunohistoquímica

hibridación in situ

CARACTERIZACIÓN

Espectro de absorción del ligando libre LH4 como el de los complejos [LnL(H2O)]Na Ln= Eu, Tb o Gd, muestran bandas de intensidades de absorción debido a transiciones ∏-∏* del ligando cromóforo.

Los estudios espectroscópicos determinaron que el metal coordina con 1.1 molécula de agua en solución a temperatura ambiente.

CARACTERIZACIÓN

El agua contribuye a aumentar el tiempo de luminiscencia de los dos complejos

La luminiscencia de los complejos metálicos de Eu y Tb es un proceso eficiente (0.24 y 0.49)

La eficiencia del complejo activado con NBS se demuestra mediante el etiquetado de la proteína BSA

CARACTERIZACIÓN

• El espectro muestra 19 peaks sobre 40 ppm como resultado de la contribución paramagnética del Eu

CARACTERIZACIÓN

Los complejos de Eu3+ y Tb3+ muestran una fuerte luminiscencia en solución acuosa.

CONCLUSIÓN Los ligandos LH4 son fáciles de sintetizar y tienen una alta afinidad hacia los

cationes lantánidos

Son estables en solución acuosa a pH neutro y presentan elevada luminiscencia a pesar de tener una molécula de agua incluida en la primera esfera de coordinación del complejos.

Las excelentes propiedades fotofisicas demuestran la efectividad del uso de bpy-carboxilato cromóforo como un bloque de construcción para el diseño de ligandos capaces de formar complejos de lantánidos estables y muy luminosos