Σύμπλοκα του Cu(I) με φωσφίνες και διιμίνες : σύνθεση, κρυσταλλικές δομές, φωτοφυσικές ιδιότητες και φωτοδυναμική αντιβακτηριακή αναστολή
Creators: name: Καβαρατζή, Κωνσταντίνα Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Σύμπλοκα Cu(I)
Φωσφίνες
Διιμίνες
Κρυσταλλικές δομές
Φωτοφυσικές ιδιότητες
Αντιβακτηριακές ιδιότητες
Φωτοδυναμική αδρανοποίηση βακτηρίων
Cu(I) complexes
Phosphine
Diimine
Crystal structures
Photophysical properties
Antibacterial studies
Photodynamic Inactivation (PDI)

description: Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μελετών που πραγματοποιήθηκαν στα πλαίσια ενός ερευνητικού έργου που είχε ως στόχο τη σύνθεση και τον χαρακτηρισμό μιας σειράς νέων ενώσεων συναρμογής του Cu(Ι) που φέρουν ως ligand συνδυασμούς φωσφινών ή διφωσφινών (P^P) με το διιμινικού τύπου ligand Ph2pytriaz, καθώς και η μελέτη της in vitro αντιβακτηριακής τους δραστικότητας. Συγκεκριμένα, η in vitro αντιβακτηριακή δραστικότητα των ενώσεων αυτών μελετήθηκε απουσία φωτός και με ακτινοβόλησή τους στην περιοχή του Visible, έτσι ώστε να διερευνηθεί η πιθανότητα χρήσης των ενώσεων ως δυνητικοί φωτοευαισθητοποιητές στη μέθοδο της φωτοδυναμικής αδρανοποίησης ή αναστολής (Photodynamic Inhibition, PDI) βακτηρίων με χρήση ακτινοβολίας Visible. Στο πρώτο κεφάλαιο της διατριβής πραγματοποιείται μια εισαγωγή στο ζήτημα της βακτηριακής ανθεκτικότητας και αναλύεται η ανάγκη για την ανάπτυξη νέων αντιμικροβιακών παραγόντων που θα υπερνικήσουν τα μεγάλης ανθεκτικότητας βακτήρια. Μέσα σε αυτό το πλαίσιο, εξετάζονται οι θεραπευτικές ιδιότητες των ενώσεων συναρμογής των μεταβατικών μετάλλων, με ιδιαίτερη έμφαση στη χρήση τους ως φωτοευαισθητοποιητές στη μέθοδο PDI ενάντια σε βακτήρια. Ακολουθεί μια παρουσίαση των αρχών της μεθόδου PDI ενάντια σε διαφορα βακτήρια. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται αντιπροσωπευτικές κατηγορίες ενώσεων συναρμογής από τη βιβλιογραφία, με έμφαση στις συμπλοκες ενώσεις του Cu(I), που έχουν επιδείξει ικανότητα δράσης στην μέθοδο αυτή. Το δεύτερο κεφάλαιο της διατριβής ασχολείται με την περιγραφή των πειραματικών μεθόδων που χρησιμοποιήθηκαν για τη σύνθεση, τον χαρακτηρισμό και τη μελέτη των φυσικοχημικών και αντιβακτηριακών ιδιοτήτων των συμπλόκων ενώσεων που συντέθηκαν στο πλαίσιο της εργασίας αυτής. Στο τρίτο κεφάλαιο, γίνεται μια συζήτηση για την σύνθεση των συμπλόκων ενώσεων ακολουθεί αναλυτική περιγραφή των κρυσταλλικών δομών των ενώσεων αυτών, οι οποίες προσδιορίστηκαν με χρήση της κρυσταλλογραφίας περίθλασης ακτίνων Χ. Παρουσιάζονται επίσης τα αποτελέσματα των μελετών χαρακτηρισμού των ενώσεων αυτών με τη χρήση φασματοσκοπικών τεχνικών, όπως φασματοσκοπία FTIR (σε στερεά κατάσταση) και φασματοσκοπία 1H NMR σε διάλυμα, βάσει τη οποίας αποδεικνύεται η σταθερότητα της δομής των ενώσεων σε διάλυμα για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Στη συνέχεια, αναλύονται τα δεδομένα φασματοσκοπίας απορρόφησης UV-Visible και φασματοσκοπίας φθορισμού των ενώσεων σε διάλυμα και σε θερμοκρασία δωματίου, με σκοπό τον προσδιορισμό των φωτοφυσικών ιδιοτήτων τους. Τέλος, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των in vitro αντιβακτηριακών μελετών των συμπλόκων αυτών έναντι αντιπροσωπευτικών Gram (+) και Gram (‒) βακτηριακών στελεχών. Οι μελέτες πραγματοποιήθηκαν τόσο απουσία φωτός όσο και με ακτινοβόλησή τους στην περιοχή του Visible, αποδεικνύοντας την ικανότητα δράσης των ενώσεων αυτών ως αποτελεσματικοί φωτοευαισθητοποιητές στη μέθοδο PDI για βακτήρια με χρήση ακτινοβολίας Visible .Στο τέταρτο κεφάλαιο της διατριβής παρατίθενται συνοπτικά τα συμπεράσματα της εργασίας, ενώ επιπλέον, βάσει των αποτελεσμάτων που παρουσιάζονται στην εργασία αυτή, προτείνονται και κάποιες προοπτικές για πιθανή μελλοντική διερεύνηση.
description: In this master's thesis, the results of the studies carried out in the context of a research project aimed at the synthesis and characterization of a series of new coordination compounds of Cu(I) bearing as ligand combinations of phosphines or biphosphines (P^P) with the diimine-type ligand Ph2pytriaz, as well as the study of their in vitro antibacterial activity. Specifically, the in vitro antibacterial activity of the compounds was studied in the absence of light and by visible light irradiation, so as to investigate the possibility of using the herein presented compounds as potential photosensitizers for photodynamic antibacterial inhibition using visible light. The first chapter of this thesis presents an introduction to the issue of bacterial resistance and analyzes the need for the development of new antimicrobial agents that will overcome highly resistant bacteria. The second chapter, deals with the description of the experimental methods used for the synthesis, characterization and study of the physicochemical and antibacterial properties of the complex compounds synthesized in the context of this work. In the third chapter, a discussion on the synthesis of the herein presented coordination compounds of Cu(I) is carried out. The results of characterization studies of these compounds are demonstrated. Then, the UV-Visible absorption spectroscopy and fluorescence spectroscopy data of the compounds in solution and at room temperature are analyzed in order to determine their photophysical properties. UV-Visible absorption spectroscopy studies of the compounds reveal their ability to absorb radiation in the near-UV region and up to the mid- and low-energy Visible region of the electromagnetic spectrum. Their emission spectra show their photoluminescent character, while photoluminescence measurements in the presence of O2 or N2 reveal the interaction of their lowest energy triplet excited states with 3O2, possibly producing 1O2 and, therefore, syggesting their potential use as photosensitizers in photodynamic antibacterial inhibition. Finally, the results of the in vitro antibacterial studies of these complexes against representative Gram (+) and Gram (‒) bacterial strains are presented. The studies were carried out both in the absence of light and with their irradiation in the visible range, demonstrating the ability of these compounds to act as effective photosensitizers in photodynamic antibacterial inhibition using visible light. Finally, in the fourth chapter of this thesis, the main conclusions of the herein presented research work are summarized. Based on these results, some perspectives are also given for possible future investigations.