Diseño y preparación de complejos de lantánidos para su aplicación como sensores

Abstract

La característica luminiscencia de los iones lantánidos, prácticamente independiente del entorno por el apantallamiento que ejercen las capas 5s y 5p sobre la 4f, ha permitido su aplicación en el desarrollo de sensores químicos. En este trabajo se explora una gama de complejos basados en lantánidos y 1,10-fenantrolina; para su futura aplicación como sensores químicos. La coordinación de ligandos orgánicos a iones Ln3+ se requiere para la relajación de la Regla de Laporte, con la consiguiente exaltación de la intensidad de emisión así como largos desplazamientos de Stokes, líneas de emisión estrechas y largos tiempos de vida. Asimismo, se busca racionalizar los aspectos de diseño y el comportamiento de respuesta en función del contraión del complejo; ya que una comprensión de las propiedades fotofísicas subyacentes de los complejos sintetizados, va a permitir un diseño más específico para obtener sensores capaces de detectar, de manera selectiva, analitos específicos, en este caso cationes. A lo largo de este trabajo, se ha encontrado que los complejos con mayores intensidades son los que incorporan Eu y Tb, aunque algunos de los complejos con Sm y Dy también muestran unos comportamientos adecuados para una aplicación como sensores de Zn(II), Cd(II) y Hg(II). La mayor intensidad para Eu y Tb se debe a que la transferencia de energía desde el ligando al metal es más efectiva que en el resto de los casos. De cara a su uso como sensores, todos los complejos testados muestran una desactivación de la luminiscencia progresiva al ir adicionando los analitos ya mencionados; bien es cierto, que el caso de los complejos que incorporan triflatos como contraion tienen un comportamiento anómalo al detectar Zn(II), respecto a los que contienen cadenas carboxílicas; exhibiendo un comportamiento hipsocrómico la fluorescencia del ligando. En base a los resultados obtenidos, se concluye que los complejos testados frente a disoluciones de ZnCl2, Cd(OAc)2 y HgCl2; son válidos para la detección de estos analitos, inclusive para la cuantificación de los mismos.