Estudo de nanocompósitos luminescentes baseados em complexos de Eu(III) e Ir(III) ancorados à nanopartículas de sílica por bases de Schiff

Abstract

Silica is a versatile material and has specific properties that make it a good host for molecules and biomolecules suggesting promising applications such as in catalysis, drug controlled release, biomarkers, and so on. To be used as a biomarker it requires a luminescent molecule covalently linked to its surface. For this application, lanthanide complexes are very promising since they exhibit intense multicolor emissions. Also, some transition metal complexes exhibit good luminescent properties, that makes them good candidates for use as luminescent probes in biological media. The main scope of this work is the synthesis, characterization and evaluation of luminescent functionalized silica nanoparticles. These new phosphors based on silica nanoparticles were obtained by sol-gel method, followed by covalent bounding with Eu3+-complexes or Ir3+-complexes, through a Schiff base ligand type. We also describe the synthesis and characterization of two Schiff base ligands: Salba and SalpaSi. The last one was attached to the silica nanoparticles surface to form SalpaSi- SiO2. Three complexes {[Eu(salba)3], [Eu(salen)2] and [Ir(ppy)2(salba)]} and three conjugates {[Eu(salpaSi)(H2O)x]-SiO2, [Eu(dbm)3(salpaSi)]-SiO2 and [Ir(ppy)2(salpaSi)]-SiO2} were prepared. All compounds were analyzed by Infrared Spectroscopy, confirming their synthesis. Functionalized silica nanoparticles were analyzed by Scanning Electronic Microscopy, from where we could observe these particles are spheroidal shaped with diameter in the range 200-250 nm. The Eu3+ ion in the complexes was sensitized by the ligands emitting a reddish color, while the use of Ir3+ caused an increase in the emission intensity of the ligand, caused by strong spin-orbital coupling

A sílica apresenta características que a torna uma boa matriz hospedeira de moléculas e biomoléculas, fazendo dela um material promissor para inúmeras aplicações, destacando-se catálise, liberação controlada de fármacos, desenvolvimento de biomarcadores e demais aplicações. Um biomarcador à base de sílica deve possuir um composto luminescente ligado covalentemente à superfície da matriz. Sendo assim, complexos com íons lantanídeos e irídio são promissores, pois apresentam forte luminescência no visível, e desta forma são ótimos candidatos para o uso como sondas luminescentes. O presente trabalho tem como foco principal a síntese, caracterização e estudo das propriedades de nanopartículas de sílica funcionalizadas na superfície com compostos luminescentes. Esses novos luminóforos à base de nanopartículas de sílica foram preparados pelo método sol-gel e através da ancoragem de complexos de Eu3+ e Ir3+ à superfície da matriz inorgânica, utilizando ligantes do tipo Base de Schiff. Também foram sintetizados ligantes imínicos não sililados, sililados e ancorados à sílica; três complexos [Eu(salba)3], [Eu(salen)2] e [Ir(ppy)2(salba)]; e três conjugados [Eu(salpaSi)(H2O)x]-SiO2, [Eu(dbm)3(salpaSi)]-SiO2 e [Ir(ppy)2(salpaSi)]-SiO2. Todos tiveram sua formação comprovada pela análise via Espectroscopia Vibracional na região do Infravermelho. As partículas de sílica funcionalizadas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura e a morfologia avaliada, sendo observado partículas esferoidais e com tamanho na faixa de 200-250 nm. O íon Eu3+ nos complexos foi sensibilizado pelos ligantes utilizados, e o uso do Ir3+ causou aumento na intensidade de emissão por parte dos ligantes, causado pelo forte acoplamento spin-orbital