[pt] Norfloxacina (NOR) é um antibiótico e antitumoral sintético da classe das
fluorquinolonas. A carga elétrica de seu íon molecular é determinada
principalmente pelo estado de protonação de dois grupos funcionais: o grupo
carboxílico no anel quinolônico e a amina do grupo piperazinil. O equilíbrio de
espécies com diferentes estados de protonação influencia tanto as propriedades
espectroscópicas quanto a atividade farmacológica da droga. NOR apresenta-se
positivamente carregada em meio ácido, neutra ou zwiteriônica em meio neutro e
negativamente carregada em meio básico. No presente trabalho, investigamos as
propriedades espectroscópicas da norfloxacina, através de absorção ótica e de
fluorescência estacionária e resolvida no tempo, em soluções aquosas de
diferentes pH e em diferentes solventes orgânicos. Parâmetros fotofísicos como
coeficiente de absorção molar, deslocamento de Stokes, rendimento quântico, e
tempo de vida de fluorescência foram obtidos. O deslocamento de Stokes e a
frequência de emissão foram analisados em 16 solventes, agrupados
principalmente em solventes próticos e apróticos, levando em consideração efeitos
gerais, como a polarizabilidade de orientação dos solventes, e efeitos específicos.
Foi observado que, apesar de os espectros de absorção UV-visível não
apresentarem diferenças substanciais na maioria dos solventes, o deslocamento de
Stokes e, especialmente, o rendimento quântico de fluorescência são fortemente
afetados pelo solvente. Foram construídos gráficos de Lippert, do desvio de
Stokes ou da frequência de emissão como função da polarizabilidade de
orientação do solvente. Mesmo introduzindo correção para transferências de carga
fotoinduzidas, segundo a teoria de Weller, não foram obtidas boas correlações.
Por outro lado, para a maioria dos solventes, encontrou-se correlação entre os
desvios de Stokes e os valores do parâmetro ET(30) da escala empírica de
polaridades elaborada por Reichardt e baseada no forte solvatocromismo da
absorção do corante betaína 30. Decaimentos de fluorescência de NOR nos
diferentes solventes foram obtidos por contagem de fótons e foram ajustados com
expressão para distribuição de tempos de vida em torno de um único tempo, ou de
múltiplas exponenciais no caso de mais de um tempo de vida. Foram também
estudadas absorção e fluorescência de NOR em misturas binárias de solventes:
etanol-tampão e DMSO-tampão, com tampões de pH 4.2 e 7.5. As curvas obtidas
para as modificações no rendimento quântico em função da proporção de tampão
na mistura são características de efeitos específicos de solventes e apontam o
equilíbrio de protonação-desprotonação dos grupos amina e carboxílico como
tendo papel fundamental no rendimento quântico e no deslocamento de Stokes. Os
resultados mostraram que, sendo a fluorescência de NOR particularmente sensível
a pequenas quantidades de solventes orgânicos, especialmente em pH fisiológico,
constitui um importante sensor espectroscópico para sondar interações do
antibiótico com moléculas biologicamente relevantes. / [en] Norfloxacin (NOR) is a synthetic antibiotic and antitumoral drug of the
class of fluoroquinolones. The electric charge of this molecular ion is mainly
determined by the protonation equilibrium of two functional groups: the carboxyl
of the quinolone heterocycle, and the distal amine of the piperazinyl group. The
equilibrium of species with different charge distributions influences both the
spectroscopic properties and pharmacological activity of the drug: NOR is
positively charged in acidic medium, neutral or zwitterionic in neutral medium,
and negatively charged in basic medium. In the present work, we investigated the
spectroscopic properties of norfloxacin using UV-vis optical absorption, and
steady state and time-resolved fluorescence in different aqueous solutions and
organic solvents. Photophysical parameters such as molar absorption coefficients,
Stokes shifts, quantum yields, and fluorescence lifetimes were obtained. The
Stokes shift and the emission frequency were analyzed in 16 solvents, mainly
grouped as protic and aprotic solvents, taking into account general effects of the
solvents, such as orientation polarizability, and specific effects. It was observed
that, although the UV-vis absorption spectra do not present substantial difference
in most solvents, the Stokes shift and specially the fluorescence quantum yield are
strongly affected by the solvent. Lippert plots of the Stokes shift and the emission
frequency versus solvent orientation polarizability were constructed. Even
introducing a correction for photoinduced charge transfer, according to the
Weller’s theory, a good correlation was not found. On the other hand, a good
correlation was found between the Stokes shift and the parameter ET(30), of the
empirical scale developed by Reichardt and based on the strong solvatochromism
of the betain 30 dye. Fluorescence decays in different solvents were obtained
using time correlated single photon counting (TCSPC) and were fitted with the
expression for lifetime distribution around a single lifetime, or using a
multiexponential expression in the case of more than one lifetime. Optical
absorption and fluorescence of NOR were also studied in binary mixtures of
solvents: ethanol-buffer and DMSO-buffer, with pH 4.2 and 7.5 buffers. The
curves of the fluorescence intensity as a function of the proportion of buffer in the
mixture are characteristic of specific solvent effects, and point out that the
protonation-deprotonation equilibrium of the amine and carboxylic groups plays a
fundamental role in determining the quantum yield and the Stokes shift. The
results showed that the fluorescence of NOR is an important spectroscopic sensor
to explore interactions with biologically relevant molecules, since it is particularly
sensitive to small amounts of organic solvents, especially at physiological pH.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:17692 |
| Date | 20 June 2011 |
| Creators | LUIZ DA SILVA GOES FILHO |
| Contributors | SONIA RENAUX WANDERLEY LOURO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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