Autores
Escamilla, L. (UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN) ; Chan, R. (UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN) ; García, M. (UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN) ; Jiménez, R. (CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN QUÍMICA APLICADA) ; Muñoz, B. (UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN)
Resumo
En el presente trabajo se realizó la síntesis de cinco nuevos iminoboronatos
luminiscentes con potencial aplicación en la generación de bioimágenes a través de
microscopia de fluorescencia. Dichos materiales fueron sintetizados por reacciones
por multicomponentes y posteriormente caracterizados estructuralmente por RMN
(1H, 13C y 11B) e IR, y sus propiedades ópticas
fueron estudiadas por espectroscopia UV-Vis y de Fluorescencia Molecular.
Palavras chaves
Reacción multicomponente; Iminoboronatos; Bioimágenes
Introdução
La microscopia de imagen es una herramienta útil en el monitoreo y diagnóstico
médico, ya que es capaz de producir bioimágenes en alta resolución y con el
contraste necesario para distinguir estructuras celulares internas. Esto es
especialmente necesario para la identificación de bacterias, siendo esencial
para el desarrollo de nuevos antibióticos ya que en 2017 la Organización Mundial
de la Salud publicó una lista de bacterias que representan una amenaza contra la
salud humana, entre las cuales se encuentran bacterias tanto Gram positivas como
negativas. Aunque ya existen herramientas para distinguir estos tipos de
bacterias, como la tinción de Gram o PCR (YOON et al, p. 743923, 2021), suelen
ser procedimientos largos, complejos, y que pueden dar falsos positivos. Por
esta razón se han buscado métodos alternativos involucrando el uso de materiales
fluorescentes, entre los cuales se han utilizado polímeros de coordinación de
zinc(II) (PIÑÓN-NIÑO et al, p. 109802, 2020), puntos cuánticos (ROBBY et al, p.
126351, 2021) o BODIPYs (WANG et al, p. 365, 2016). Aunque se han podido
realizar tinciones selectivas y con alta resolución y sensibilidad,
particularmente los BODIPYs presentan desventajas en su síntesis: no pueden ser
obtenidos en un solo paso y requieren condiciones anhidras, y adicional a esto
pueden presentar citotoxicidad moderada (MORIARTY et al, p. 204, 2014). Por otro
lado, los iminoboronatos pueden sintetizarse por reacciones de condensación en
un solo paso, presentan buena emisión, baja o nula citotoxicidad y son
fotoestables. Adicional a esto, pueden presentar el fenómeno de emisión inducida
por agregación, que implica un aumento en su emisión cuando se encuentran en
medios que permitan la formación de agregados.
Material e métodos
Cantidades equimolares de 2-hidroxi-1-naftaldehído, ácido 2-amino-5-metilbenzoico
y distintos análogos del ácido fenilborónico fueron colocadas en matraces de fondo
redondo utilizando acetonitrilo como medio de reacción aprótico y en ausencia de
catalizador. Las reacciones de condensación se llevaron a cabo a reflujo a 82 °C
por 25 min con agitación magnética constante, para después dejarse enfriar a
temperatura ambiente y filtrarse a gravedad.
Resultado e discussão
La caracterización estructural por RMN confirmó la síntesis de los compuestos
NB1 a NB5, principalmente a través de la señal vista en un rango de δ= 9.26-9.31
ppm en el espectro de RMN de 1H, correspondiente a la formación del
grupo imino característico de las bases de Schiff (Figura 1). La formación de
los compuestos se corroboró con espectrometría de masas de alta resolución,
encontrando picos de relación m/z correspondientes a las masas esperadas para
cada uno de los compuestos (Figura 2). Los rendimientos de reacción determinados
para estos compuestos variaron en un rango entre 65 y 75%. Los rendimientos
cuánticos relativos de fluorescencia fueron calculados en referencia a un
estándar de sulfato de quinina en H2SO4 0.1 M, siendo
mayores para los compuestos NB2 y NB3 con valores promedio de 32.3 y 20.1%,
respectivamente. En las pruebas de inhibición frente a E. coli, P.
aeuroginosa, B. subtilis y S. aureus no se presentan halos de
inhibición con ninguno de los cinco compuestos, indicando que los compuestos no
inhiben microorganismos Gram positivos o negativos.
Espectro de RMN 1H del compuesto NB1 en CDCl3 a 400 MHz.
Patrón isotópico del compuesto NB1 por DART-HRMS en modo negativo.
Conclusões
La serie de iminoboronatos NB1 a NB5 fueron sintetizados con buenos rendimientos
de reacción y tiempos cortos a través de reacciones de condensación por
multicomponente, teniendo la ventaja de obtenerse en un solo paso y generar agua
como único subproducto de la reacción. Sus rendimientos cuánticos mayores a 10% y
falta de actividad inhibitoria destaca a los compuestos NB2 y NB3 como posibles
candidatos para su uso en microscopia de fluorescencia.
Agradecimentos
Los autores agradecen al PAICYT-UANL (CN922-19;CE1713-21) por el apoyo financiero
recibido así como al CONACYT por la beca de posgrado otorgada a L.E.G.
Referências
MORIARTY R. D., MARTIN A., ADAMSON K., O’REILLY E., MOLLARD P., FORSTER R. J., KEYES T. E. The application of water soluble, mega-Stokes-shifted BODIPY fluorophores to cell and tissue imaging, n. 253, 204-218, 2014.
PIÑÓN-NIÑO O. O., CHAN-NAVARRO R., JIMÉNEZ-BARRERA R. M., RODRÍGUEZ-ORTIZ R., GARCÍA-LÓPEZ M. C., SOTO-REGALADO E., LOREDO-CANCINO M. Microwave and conventional synthesis, characterization, photophysical properties, toxicity and bacterial staining of new mesoporous zinc(II)-based luminescent coordination polymer, n. 102, 109802, 2020.
ROBBY A. I., KIM S. G., LEE U. H., IN I., LEE G., PARK S. Y. Wireless electrochemical and luminescent detection of bacteria based on surface-coated CsWO3-immobilized fluorescent carbon dots with photothermal ablation of bacteria, n. 403, 126351, 2021.
WANG Y., LIU Y., MIAO J., REN M., GUO W., LV X. A novel Bodipy-based fluorescent probe for Au3+ ions with high selectivity and its application to bioimaging, n. 226, 364-369, 2016.
YOON S. A., PARK S. Y., CHA Y., GOPALA L., LEE M. H. Strategies of Detecting Bacteria Using Fluorescence-Based Dyes, n. 9, 7439263, 2021.
