Antimicrobial photodynamic polymeric films bearing biscarbazol triphenylamine end-capped dendrimeric Zn(II) porphyrin

• Autores: Heredia, Daniel Alejandro; Martinez, Sol Romina; Durantini, Andres Matías; Pérez, María Eugenia; Mangione, Maria Ines; Durantini, Javier Esteban; Gervaldo, Miguel Andres; Otero, Luis Alberto; Durantini, Edgardo Néstor
• Año de publicación: 2019
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: ANTIBACTERIAL SURFACE; CARBAZOLE; CLICK CHEMISTRY; PHOTODYNAMIC INACTIVATION; POLYMERIC FILMS; PORPHYRIN
• Institución: Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

A novel biscarbazol triphenylamine end-capped dendrimeric zinc(II) porphyrin (DP 5) was synthesized by click chemistry. This compound is a cruciform dendrimer that bears a nucleus of zinc(II) tetrapyrrolic macrocycle substituted at the meso positions by four identical substituents. These are formed by a tetrafluorophenyl group that possesses a triazole unit in the para position. This nitrogenous heterocyclic is connected to a 4,4′-di(N-carbazolyl)triphenylamine group by means of a phenylenevinylene bridge, which allows the conjugation between the nucleus and this external electropolymerizable carbazoyl group. In this structure, dendrimeric arms act as light-harvesting antennas, increasing the absorption of blue light, and as electroactive moieties. The electrochemical oxidation of the carbazole groups contained in the terminal arms of the DP 5 was used to obtain novel, stable, and reproducible fully π-conjugated photoactive polymeric films (FDP 5). First, the spectroscopic characteristics and photodynamic properties of DP 5 were compared with its constitutional components derived of porphyrin P 6 and carbazole D 7 moieties in solution. The fluorescence emissions of the dendrimeric units in DP 5 were more strongly quenched by the tetrapyrrolic macrocycle, indicating photoinduced energy transfer. In addition, FDP 5 film showed the Soret and Q absorption bands and red fluorescence emission of the corresponding zinc(II) porphyrin. Also, FDP 5 film was highly stable to photobleaching, and it was able to produce singlet molecular oxygen in both N,N-dimethylformamide (DMF) and water. Therefore, the porphyrin units embedded in the polymeric matrix of FDP 5 film mainly retain the photochemical properties. Photodynamic inactivation mediated by FDP 5 film was investigated in Staphylococcus aureus and Escherichia coli. When a cell suspension was deposited on the surface, complete eradication of S. aureus and a 99% reduction in E. coli survival were found after 15 and 30 min of irradiation, respectively. Also, FDP 5 film was highly effective to eliminate individual bacteria attached to the surface. In addition, photodynamic inactivation (PDI) sensitized by FDP 5 film produced >99.99% bacterial killing in biofilms formed on the surface after 60 min irradiation. The results indicate that FDP 5 film represents an interesting and versatile photodynamic active material to eradicate bacteria as planktonic cells, individual attached microbes, or biofilms.
Fil: Heredia, Daniel Alejandro. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud; Argentina
Fil: Martinez, Sol Romina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud; Argentina
Fil: Durantini, Andres Matías. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud; Argentina
Fil: Pérez, María Eugenia. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud; Argentina
Fil: Mangione, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Química Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Química Rosario; Argentina
Fil: Durantini, Javier Esteban. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Fil: Gervaldo, Miguel Andres. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Fil: Otero, Luis Alberto. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Fil: Durantini, Edgardo Néstor. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud; Argentina