Separación de carga transmembrana fotorregulada por moléculas de espiropirano-antraquinona enlazadas

Área de la Ciencia:

• La fotoquímica es la fotoquímica.
• Química supramolecular de las moléculas.
• Biofísica de las membranas Biofísica de las membranas.

Sus antecedentes:

• La fotosíntesis artificial tiene como objetivo convertir la energía de la luz en energía química.
• Los sistemas de vesículas se utilizan para imitar las membranas celulares para el estudio de los fenómenos de transporte.
• Los conjugados de espiropirano y antraquinona ofrecen propiedades redox y fotocrómicas sintonizables.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la mediación de la transferencia de electrones transmembrana por los conjugados de espiropirano-antraquinona (SP-AQ).
• Comprender la influencia de la fotoisomerización SP-AQ en el rendimiento y los mecanismos cuánticos de la reacción.
• Para dilucidar la energética y cinética de las reacciones redox fotosensibilizadas dentro de las vesículas.

Principales métodos:

• Utilizó vesículas unilamelares de fosfatidilcolina que contienen el complejo ocluido de cobalto tris ((bipiridina) (Co ((bpy) 3 ((3+)).
• Empleado ZnTPPS(4-) - fotosensibilización y EDTA externo como el reductor.
• Espectroscopia de transición aplicada, apagado de fluorescencia y análisis cinético bajo fotólisis.

Principales resultados:

• Los conjugados SP-AQ mediados por ZnTPPS(4-) fotosensibilizaron la reducción de la Co(bpy)3(3+) interna.
• La fotoisomerización de espiropyran a merocianina disminuyó significativamente el rendimiento cuántico (de 3 a 6 veces).
• La reducción de los rendimientos se atribuyó a un mayor apagado de la fluorescencia y una difusión transmembrana más lenta de las especies de merocianina.
• Intermedios de reacción identificados que incluyen un radical semiquinona.
• Se ha demostrado la redox transmembrana electroneutral para SP-AQ, en contraste con las vías electrogénicas para otras quinonas.

Conclusiones:

• El estado isomérico del tinte espiropyran-antraquinona afecta críticamente la eficiencia de la transferencia de electrones transmembrana.
• Los cambios inducidos por la fotoisomerización en las propiedades fotofísicas y la movilidad del portador gobiernan los rendimientos cuánticos generales.
• El sistema SP-AQ convierte la energía fotónica en potenciales químicos y electroquímicos a través de un mecanismo propuesto de enfriamiento oxidativo y co-transporte.