Formazione di stati non fluorescenti in molecole di amminoacridina incapsulate in nanoparticelle di silice

Il seguente lavoro di tesi si occupa dello studio della diffusione e della caratterizzazione fotofisica di campioni di nanoparticelle con nucleo di silice funzionalizzate con molecole di amminoacridina, un colorante fluorescente. La scala nanometrica suscita negli ultimi anni sempre maggior interesse, soprattutto in campo biologico, in quanto è possibile incorporare dispositivi e sonde nanoscopiche all’interno di sistemi biologici poiché dello stesso ordine di grandezza. In particolare, le nanoparticelle legate ad antigeni specifici di cellule patogene e funzionalizzate con molecole fluorescenti potrebbero svolgere un ruolo importante come agenti di contrasto nelle tecniche di imaging e nelle terapie per la cura del cancro. I diversi campioni funzionalizzati con amminoacridina, sintetizzati presso il Dipartimento di Chimica dell'Università di Perugina, comprendono nanoparticelle di silice, nanoparticelle di silice con seed d’oro e nanogusci con core di silice e shell esterna d’oro. Lo studio è stato condotto utilizzando la tecnica FCS, ossia attraverso la spettroscopia di correlazione di fluorescenza, che permette un’analisi a livello di singola molecola delle proprietà di diffusione e di generazione di stati non fluorescenti successivi alla fotoeccitazione. Il sistema di acquisizione consente, inoltre, di studiare i segnali di decadimento della fluorescenza. Le analisi sono state effettuate mediante un programma sviluppato in Matlab, che utilizza un modello cinetico che comprende la formazione di due stati non fluorescenti e la presenza di due specie molecolari con diverso coefficiente di diffusione. Si osserva la formazione di due distinti stati di tripletto. La vita media dei due stati di tripletto aumenta in presenza di nanoparticelle, nanogusci e nanoparticelle con seed di oro, probabilmente in risposta a una maggior protezione dei cromofori dagli urti con l'ossigeno molecolare ad opera delle nanostrutture. La debole emissione all'interno delle nanostrutture è dovuta a fenomeni di quenching intermolecolare ad opera dell'elevata densità di molecole fluorescenti. Tale fenomeno diventa ancor più rilevante in presenza di gusci d'oro.