Efeitos do meio nas propriedades e nos processos de transferência de energia de fotossensibilizadores estudados por meio de abordagens QMMM

• Processo: 21/09841-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2022
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Paula Homem-de-Mello
• Beneficiário: Jhonathan Rosa de Souza
• Supervisor: Carles Eduard Curutchet Barat
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universitat de Barcelona (UB), Espanha
• Vinculado à bolsa: 18/25576-6 - Estudos sobre processos fotofísicos e de transferência de energia de fotossensibilizadores com ênfase em terapia fotodinâmica: uma abordagem e primeiros princípios, BP.DD
• Assunto(s): Transferência de energia Estrutura eletrônica Teoria do funcional da densidade Terapia fotodinâmica Mecânica quântica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: density functional theory | Energy Transfer | interaction with oxygen | Photosensitizer | Qmmm | solvation | Estrutura eletrônica

Resumo

A terapia fotodinâmica (TFD) consiste na aplicação de luz com energia precisa na presença de um fotossensibilizador (PS) e oxigênio molecular para promover a morte celular. Uma vez que a eficácia do PS a ser empregado na TFD dependerá, entre outros fatores, da transferência de energia para o oxigênio molecular, tempos de vida mais longos no estado de excitação e os efeitos ambientais podem favorecer esse processo. Aqui, propomos estudar as moléculas de PS usando abordagens tanto da mecânica quântica quanto da dinâmica molecular para avaliar as propriedades estruturais e eletrônicas dos cátions piranoflavílicos e compostos do tipo porfirina, bem como a dinâmica de interação com o oxigênio molecular em diferentes ambientes. Em colaboração com o Prof. Carles Curutchet, da Universidade de Barcelona, desenvolveremos um protocolo para estudar a interação entre oxigênio e fotossensibilizadores usando métodos híbridos quânticos-clássicos. Nossos estudos preliminares indicam interações significativas entre o PS e as moléculas do solvente, uma vez que foram observados alguns efeitos solvatocrômicos nos espectros já simulados, levando inclusive à formação de interações persistentes de longo alcance entre essas espécies. Neste sentido, o Prof. Curutchet desenvolveu métodos quânticos polarizáveis para descrever adequadamente tais interações e as propriedades eletrônicas fundamentais que determinam a eficiência dos fotossensibilizadores estudados. Além disso, o Prof. Curutchet tem experiência na simulação de processos de transferência de energia em biossistemas, uma habilidade que pode ajudar a investigar processos de PDT. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SOUZA, JHONATHAN R.; CURUTCHET, CARLES; AOTO, YURI A.; HOMEM-DE-MELLO, PAULA. Benchmarking DFT functionals for photophysics of pyranoflavylium cations. JOURNAL OF MOLECULAR GRAPHICS & MODELLING, v. 122, p. 11-pg., 2023-03-31. (17/21199-0, 21/09841-4, 18/25576-6)