[ca] En aquesta tesi s'han utilitzat diferents estratègies per obtenir control en la producció i detecció de diferents espècies reactives d'oxigen (ROS), especialment per a l'oxigen singlet (1O2). En la primera part de la tesi, l'enfoc principal consisteix en entendre la generació de ROS i intentar potenciar-ne el seu efecte. En primer lloc, demostrem que la modificació de diferents fotosensibilitzadors afegint-hi un catió de trifenilfosfoni com a element diana produeix derivats amb una excel·lent activitat fotoantimicrobiana contra bacteris Gram-positius (S. aureus i E. faecalis). En segon lloc, descobrim una sèrie de nous aspectes de la reacció de "-phenyl quenching" per derivats de 9-fenilfenalenona. La fototoxicitat d'aquests derivats ja es troba esmentada en el llibre: "L'origen de les espècies" de C. Darwin. També es suggereix una via metabòlica mediada per la reacció BPQ en la biosíntesi dels pigments vegetals derivats de fluorones. A més, si el grup fenil és substituït per altres grups arils, s'observa diferencies en la reacció de BPQ. En tercer lloc, s'ha demostrat que diferents antraquinones d'origen natural indueixen fototoxicitat en biofilms de C. tropicalis a causa de la generació de O2•, tenint l'1O2 un rol menor. En quart lloc, es demostra el fàrmac antitumoral Doxorubicina produeix quantitats significants d'1O2, però es redueix la seva generació quan es complexa amb el ADN. En cinquè lloc, s'ha estudiat l'efecte d'adsorció o unió covalent d'un fotosensibilitzador a nanopartícules mesoporoses de sílice. A més a més, s'han derivatitzat per afegir-hi elements diana. Sisè i últim, s'ha estudiat les propietats fotoquímiques d'una nova diada que conté un bromo-bodipy com a fotosensibilitzador i trampa química de ROS (que desactiva la capacitat del bromo-bodipy de generar 1O2). Un cop oxidada la trampa química, la diada recupera la capacitat de generar 1O2 i causar dany cel·lular. S'observa diferents propietats foto-antitumorals d'aquesta diada en funció de l'estrès cel·lular o de la localització cel·lular. En la segona part de la tesi, s'ha centrat en la detecció de ROS. En primer lloc, s'han dissenyat, sintetitzat i caracteritzat nanosondes fluorescents per la detecció d'1O2 en sistemes biològics. La nanovehiculització elimina algunes de les limitacions de les diferents sondes fluorescents d'1O2. En aquest sentit, diverses sondes tals com SOSG, ADPA o furil-vinil-naftooxazol s'han unit covalentment a nanopartícules utilitzant diferents cadenes espaiadores per tal d'optimitzar la seva reactivitat front 1O2. A diferència de quan es troben lliures en solució, les nanosondes són fàcilment internalitzades per cèl·lules eucariotes i procariotes i es minimitza la interacció amb proteïnes (com per exemple, l'albúmina de sèrum boví). Les diferents nanosondes responen a l'1O2 generat intracel·lular. Com a prova de concepte, també s'ha desenvolupat una nanosonda fluorescent per la detecció no selectiva de ROS, basada en 2',7'-diclorodihidrofluoresceina. En segon lloc, s'ha caracteritzat la estructura i reactivitat de la sonda fluorescent: CellROX Deep Red. En tercer lloc, s'ha desenvolupat la primera sonda d'optoacústica per la detecció de ROS basada en l'oxidació de la tetrametilbenzidina. S'ha aconseguit detectar 1O2 produït per bacteris utilitzant tal sonda. Finalment i com a prova de concepte, s'ha dissenyat un "self-reporter" nanofotosensibilitzador. El nanosistema és capaç de produir i detectar 1O2 simultàniament. Aquest nanodispositiu s'ha utilitzat amb èxit per la fotoinactivació de S. aureus, observant-se una correlació entre el canvi de fluorescència de la sonda i la mort bacteriana.

[es] En esta tesis se han utilizado distintas estrategias para obtener el control en la producción y detección de diferentes especies reactivas de oxígeno (ROS), especialmente para el oxígeno singlete (1O2). En la primera parte de la tesis, el enfoque principal consiste en entender la generación de ROS e intentar potenciar su efecto. En primer lugar, demostramos que la modificación de distintos fotosensibilizadores, añadiendo un catión de trifenilfosfonio como elemento diana, produce derivados con una excelente actividad fotoantimicrobiana contra bacterias Gram-positivas (S. aureus y E. faecalis). En segundo lugar, descubrimos una serie de nuevos aspectos de la reacción de "-phenyl quenching" por derivados de 9-fenilfenalenona. La fototoxicidad de estos derivados ya se encuentra mencionada en el libro: "el origen de las especies" de C. Darwin. También se sugiere una vía metabólica mediada por la reacción BPQ en la biosíntesis de los pigmentos vegetales derivados de fluorenonas. Además, si el grupo fenilo es sustituido por otros grupos arilos, se observan diferencias en la reacción de BPQ. En tercer lugar, se ha demostrado que distintas antraquinonas de origen natural inducen fototoxicidad en biofilms de C. tropicalis debido a la generación de O2•, teniendo el 1O2 un rol menor. En cuarto lugar, se demuestra que el fármaco antitumoral Doxorubicina produce cantidades significantes de 1O2, pero se reduce su generación cuando se compleja con el ADN. En quinto lugar, se ha estudiado el efecto de adsorción o unión covalente de un fotosensibilizador a nanopartículas mesoporosas de sílice. Además, se han derivatizado para añadir elementos diana. Sexto y último, se han estudiado las propiedades fotoquímicas de una nueva diada que contiene un bromo-bodipy como fotosensibilizador y trampa química de ROS (que desactiva la capacidad del bromo-bodipy para generar 1O2). Una vez oxidada la trampa química, la diada recupera la capacidad para generar 1O2 y causar daño celular. Se observan diferentes propiedades foto-antitumorales de esta diada en función del estrés celular o de la localización celular. La segunda parte de la tesis, se ha centrado en la detección de ROS. En primer lugar, se han diseñado, sintetizado y caracterizado nanosondas fluorescentes para la detección de 1O2 en sistemas biológicos. La nanovehiculización elimina algunas de las limitaciones de las distintas sondas fluorescentes de 1O2. En este sentido, varias sondas tales como SOSG, ADPA o furilo-vinilo-naftooxazol se han unido covalentemente a nanopartículas utilizando distintas cadenas espaciadoras para optimizar su reactividad frente 1O2. A diferencia de cuando se encuentran libres en solución, las nanosondas son fácilmente internalizadas por células eucariotas y procariotas y se minimiza la interacción con proteínas (como por ejemplo con la albúmina de suero bovino). Las distintas nanosondas responden al 1O2 generado intracelular. Como prueba de concepto, también se ha desarrollado una nanosonda fluorescente para la detección no selectiva de ROS, basada en 2',7'-diclorodihidrofluoresceina. En segundo lugar, se ha caracterizado la estructura y reactividad de la sonda fluorescente: CellROX Deep Red. En tercer lugar, se ha desarrollado la primera sonda de optoacústica para la detección de ROS basada en la oxidación de la tetrametilbenzidina. Se ha logrado detectar 1O2 producido por bacterias emprando tal sonda. Finalmente, y como prueba de concepto, se ha diseñado un "self-reporter" nanofotosensibilitzador. El nanosistema es capaz de producir y detectar 1O2 simultáneamente. Este nanodispositivo ha sido utilizado con éxito para la fotoinactivación de S. aureus, observándose una correlación entre el cambio de fluorescencia de la sonda y la muerte bacteriana.