Fotogeração de espécies reativas de oxigênio induzida por fulerenos e derivados: um estudo por ressonância paramagnética eletrônica e captura de spins

As propriedades físicas e químicas dos fullerenos têm atraído grande interesse desde que o C60 se tornou disponível em quantidades macroscópicas, na década de 1990. Seus derivados vêm sendo aplicados em diversas áreas, da construção de células fotovoltaicas à biomedicina. A funcionalização de fullerenos modifica suas características, levando a moléculas com propriedades novas e muitas vezes mais interessantes, como por exemplo a hidrossolubilidade. As propriedades fotofísicas de novos derivados do fullereno foram estudadas por ressonância paramagnética eletrônica (EPR) pela metodologia de captura de spins, que possibilita a medição indireta dos radicais livres gerados. Mostrou-se que espécies reativas de oxigênio (ROS), altamente citotóxicas, são produzidas eficientemente pela fotossensibilização desses compostos. Através de uma curva de calibração com radicais estáveis, foi possível quantificar a geração de ROS para cada derivado e comparálos com o C60 puro e um derivado comercial, o C60-PCBM. Além disso foi proposto um modelo cinético que explica a evolução temporal da produção de radicais e confirma que o radical produzido preferencialmente por fullerenos é o oxigênio singleto. Os resultados sugerem que fullerenos e seus derivados são candidato potenciais a serem usados como fotossensibilizadores em terapia fotodinâmicaThe physical and chemical properties of fullerenes have attracted considerable interest since C60 became available in macroscopic quantities some decades ago. Fullerene derivatives have been applied in several areas, from the construction of photovoltaic cells to biomedicine. The functionalization of fullerenes modifies their characteristics, leading to molecules with novel and often more interesting properties. The photophysical properties of new fullerene derivatives were studied by electron paramagnetic resonance (EPR) using the spin trapping technique, which allows the indirect measurement of free radical generation. It was shown that highly cytotoxic reactive oxygen species (ROS) are efficiently produced by these compounds through photosensitization. Using a calibration curve with stable radicals, it was possible to quantify the generation of ROS for each derivative and compare them with pure C60. Moreover, a kinetic model was proposed toexplain the time evolution of radical production and confirms that the radical produced preferably by fullerenes is singlet oxygen. The results suggest that fullerenes and their derivatives are potential candidates for the role of photosensitizers in photodynamic therapy (PDT)