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Un fotosensibilizador sintonizable por fotoconversión con vías diversificadas de excitación y relajación en estado excitado

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El estado de separación de carga de PBI – 4Cz se forma exclusivamente cuando se fotoexcitan en diferentes longitudes de onda. La disipación de energía del estado de carga separada resultante está sujeta a la alternancia entre la recombinación de carga hacia los estados fundamentales (Ruta I) y el cruce entre sistemas hacia los estados de tripletes excitados (Ruta II). Crédito: Science China Press

En un artículo publicado en Ciencia China Química, los científicos presentan un pentad de bisimida de carbazol-perileno ortogonal, que es un fotosensibilizador sintonizable por fotoconversión con vías diversificadas de excitación y relajación en estado excitado.

La integración de múltiples propiedades fotosensibles en un fotosensibilizador «todo en uno» muestra una gran promesa para el tratamiento de cánceres debido a los efectos sinérgicos entre ellos. Sin embargo, el desarrollo de tales fotosensibilizadores, especialmente aquellos en los que se necesita una sola fuente de láser, sigue siendo un desafío.

Los investigadores informan de una orquestación del donante y aceptor de electrones en un pentad similar a una hélice, PBI-4Cz, donde cuatro unidades de carbazol (Cz) están unidas covalentemente en las ortoposiciones del núcleo de perileno bisimida (PBI). La fuerte interacción donante-aceptor intramolecular apaga significativamente la luminiscencia y extiende en gran medida el espectro de absorción a la región del infrarrojo cercano.

La dinámica del estado de excitación investigada mediante espectroscopia de absorción transitoria de femto y nanosegundos reveló una separación de carga exclusiva de PBI-4Cz dentro de los 0,5 ps iniciales cuando se fotoexcitó, independientemente del intermedio involucrado. La disipación de energía del estado de carga separada resultante alterna entre el cruce entre sistemas hacia un estado triplete excitado y la recombinación de carga al estado fundamental. La importancia relativa de las dos rutas puede ajustarse mediante la polaridad microambiental, que confiere a PBI-4Cz un rendimiento notable de generación de oxígeno singlete (> 90,0%) en tolueno y conversión fototérmica (~ 28,6%) en DMSO.

El trabajo no solo muestra la promesa de la fototerapia multifuncional, sino que también proporciona un prototipo para diseñar fotosensibilizadores de alto rendimiento con vías de fotoconversión sintonizables mediante el aprovechamiento de la fotoestabilidad intrínseca y los procesos de estado excitado de un derivado de PBI libre de átomos pesados.


Fotosensibilizador de película: generación de oxígeno singlete altamente eficiente


Más información:
Zhaolong Wang et al, pentad de bisimida de carbazol-perileno ortogonal: un fotosensibilizador sintonizable por fotoconversión con excitación diversificada y vías de relajación en estado excitado, Ciencia China Química (2021). DOI: 10.1007 / s11426-021-1154-0

Proporcionado por Science China Press


Citación: Un fotosensibilizador sintonizable por fotoconversión con excitación diversificada y vías de relajación del estado excitado (2022, 4 de enero) recuperado el 4 de enero de 2022 de https://phys.org/news/2022-01-photoconversion-tunable-photosensitizer-diversified-excited- state-pathways.html

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Fuente

Escrito por jucebo

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