Singlet Oxygen Quantum Yields (φΔ) in Water using Beetroot Extract and an Array of LEDs

Abstract

É proposta uma estratégia simples e barata para determinar rendimentos quânticos (φΔ) de oxigênio singlete (1O2) de fotossensibilizadores (PS) em água utilizando extrato de beterraba contendo betacianina (Bc) e um conjunto de diodos emissores de luz (LEDs) para excitação. Bc, um corante catiônico natural, foi obtida por purificação através de cromatografia a partir do extrato de beterraba vermelha (Beta vulgaris), e utilizada como uma sonda para detecção de 1O2. Soluções do Bc e PS foram iluminadas com um arranjo de LEDs adaptado no compartimento de um espectrofotômetro comercial e a diminuição da absorvância de Bc foi seguida em função do tempo. O fotobranqueamento de Bc diminuiu em solução purgada com nitrogênio e aumentou em D2O, indicando o envolvimento de 1O2. A constante de velocidade de fotobranqueamento observada (kobs) foi proporcional à intensidade do LED, à concentração e ao φΔ do PS. Mantendo a fonte de luz constante pudemos estimar a integral de sobreposição (R) entre a absorção do PS e a emissão do LED para diferentes concentrações de PS. A inclinação da curva de R em função de kobs é o valor da constante de velocidade de fotobranqueamento (k), que foi mostrada ser proporcional a φΔ. Valores de φΔ obtidos por este método foram comparados com aqueles obtidos através da medição da emissão no NIR (infravermelho próximo) para uma série de corantes fenotiazínicos. It is proposed a simple and inexpensive strategy to determine singlet oxygen (1O2) quantum yields (φΔ) of photosensitizers (PS) in water using beetroot extract containing betacyanin (Bc) and a set of light emitting diodes (LEDs) for excitation. Bc, a cationic natural dye, was obtained by flash chromatography purification from the red beet extract (Beta vulgaris) and employed as a convenient probe for 1O2 detection. Solutions of Bc and PS were illuminated with an array of LEDs adapted in the cuvette compartment of a commercial spectrophotometer, and the decrease in Bc absorbance was followed as a function of time. Bc photobleaching decreased in de-aerated solution and increased in D2O, indicating the involvement of 1O2. The observed photobleaching rate constant (kobs) was proportional to the LED intensity, concentration and φΔ of the PS. By keeping the light source constant we could estimate the overlap integral (R) between the LED emission and PS absorbance for different PS concentrations. The slope of R versus kobs is the value of the photobleaching rate constant (k), which was shown to be proportional to φΔ. Values of φΔ obtained by this method were compared with those obtained by measuring NIR (near infrared) emission for a series phenothiazine dyes.