Propriedades ópticas quirais de complexos de platina por CPL e fluorescência

Alguns compostos têm a capacidade de emitir luz circularmente polarizada (CPL), o que os torna promissores para telas 3D e sondas de imageamento biológico.

Um problema comum é que muitas moléculas fluorescentes perdem intensidade de luz ao se agregarem, fenômeno chamado extinção causada por agregação (ACQ). Em 2001, pesquisadores descobriram o efeito inverso, chamado emissão induzida por agregação (AIE): certas moléculas não emitem luz em solução, mas passam a brilhar quando formam agregados.

Mais recentemente, o foco voltou-se para compostos que exibem luminescência circularmente polarizada induzida por agregação (AICPL), nos quais o CPL se intensifica no estado agregado.

Para estudar o comportamento AIE, prepara-se uma série de soluções com quantidades crescentes de solvente ruim, medindo a luminescência à medida que os agregados se formam. Já a caracterização AICPL é feita em amostras sólidas ou agregadas (como pós ou filmes), usando um sistema de medição de CPL.

Para medir CPL em amostras sólidas, é necessário usar uma configuração óptica de 180°, em vez da configuração de 90° normalmente usada em espectrofluorímetros. Isso garante que a anisotropia da fluorescência, ou seja, a dependência da emissão de luz em relação à orientação das moléculas, seja corretamente considerada (Figura 1).

Na Jasco do Brasil, temos o prazer de compartilhar os resultados de um estudo realizado com nossos equipamentos de ponta, que investigou as propriedades de luminescência de complexos de platina. Utilizando o CPL-300 com configuração de 180 graus, foram avaliadas as propriedades AICPL desses complexos no estado sólido. Além disso, as propriedades AIE do mesmo complexo foram analisadas com o espectrofluorômetro FP-8550.

Este estudo demonstra o desempenho e a versatilidade dos nossos instrumentos na análise de compostos luminescentes, oferecendo dados confiáveis para aplicações em pesquisas avançadas de materiais funcionais e química de fluorescência.

Experimental

Amostra

Os complexos R-1 e S-1 foram baseados em complexos de platina quirais com propriedades de AICPL previamente relatados, mas grupos adicionais de fenol foram incorporados (Figura 2).

Procedimento

1. Avaliação de AIE

A concntração de R-1 foi mantida em 1 x 10-4 mol/L para cada amostra. As amostras consistiram em diferentes misturas de solventes, onde THF, um bom solvente, foi misturado com uma fração específica de água (fw): 0, 30, 50, 60, 70, 80 e 90%. Foram injetados 500 µL de cada amostra em uma cubeta quadrada de 5 mm, e os espectros de luminescência foram medidos utilizando o FP-8550.

1. Avaliação de AICPL

Amostras em pó foram preparadas depositando-se uma suspensão em etanol de R-1 ou S-1 sobre uma placa de quartzo, permitindo que o etanol evaporasse naturalmente. Em seguida, os espectros de CPL das amostras em pó foram medidos utilizando o CPL-300.

Resultados

1. Avaliação de AIE

Os espectros de luminescência do R-1 para diferentes frações de água (fw) e a relação entre fw e a intensidade de luminescência em 625 nm são mostrados na Figura 3a e Figura 3b, respectivamente. Não foram observadas bandas de luminescência em condições de fw ≤ 50%, mas bandas de luminescência claras aparecem quando fw ≥ 60%, à medida que a amostra se agrega. Este resultado demonstra que os complexos de platina utilizados neste experimento apresentam propriedades de emissão induzida por agregação (AIE).

1. Avaliação de AICPL

Os espectros de CPL dos pós de R-1 e S-1 (Figura 4a) são imagens especulares, indicando que esses complexos apresentam características de AICPL. Além disso, existe a preocupação com efeitos de artefatos devido a dicromatismo linear e birrefringência nas medições de CPL em amostras sólidas. Como os espectros apresentam relação de imagem especular, pode-se concluir que o sinal de CPL observado se origina da própria amostra.

Conclusão

Os complexos de platina quirais utilizados neste experimento apresentam propriedades de AIE e AICPL, conforme demonstrado com os espectrômetros FP-8550 e CPL-300. A utilização do CPL-300 com configuração óptica de 180 graus permite a avaliação das características de AICPL no estado sólido, algo que não seria possível de outra forma.

Referência Bibliográfica

Evaluation of Aggregation-induced Circularly Polarized Luminescence (AICPL) Properties of Platinum Complexes using a CPL Measurement System and a Spectrofluorometer. Documento Técnico 180-CA-0007. Outubro 2025.