Ingeniería cristalina en una red de coordinación 2D de Y³⁺ dopada con Tb³⁺ como estrategia para el desarrollo de nuevos sensores luminiscentes

Abstract

Una red de coordinación (CN) es una estructura cristalina que se extiende en 2 o 3 dimensiones a través de entidades de coordinación repetidas, constituidas por centros metálicos unidos por ligandos. La ingeniería cristalina permite la elección de los bloques constituyentes, posibilitando la síntesis de materiales útiles en catálisis, detección, purificación y almacenamiento de gases. Cuando se emplean iones de tierras raras (RE: Eu³⁺, Tb³⁺), junto con ciertos ligandos orgánicos, es posible obtener CNs con propiedades luminiscentes. En un estudio previo [2], se reportó que la CN de fórmula [Y0,95Tb0,05(Salicilato)(Succinato)0,5(H2O)] (Tb@YSS) exhibe luminiscencia de color verde (λ= 542 nm), tras la excitación UV. Esta propiedad la hace interesante para su estudio como sensor mediante el quenching de la luminiscencia. Para aumentar la afinidad de la CN por analitos de interés biológico, se sustituyó parcialmente el ligando salicilato por su análogo funcionalizado 4-aminosalicilato (4-ASA) en proporciones del 10% al 40% molar. El análisis por PXRD reveló que Tb@YSS-4ASA (10-30%) mantiene un carácter isoestructural con la CN original, mientras que un porcentaje mayor de sustitución genera impurezas cristalinas (ver Figura 1b). Por otra parte, la caracterización por espectroscopía de FT-IR confirmó la presencia de grupos amino, notándose un incremento en la intensidad de las bandas de ν(N-H) en concordancia con el grado de incorporación del ligando 4-ASA. Además, las micrografías de SEM revelaron morfologías coincidentes con el material original Se estudió la estabilidad estructural de las CNs en soluciones con pH controlado, encontrando que son estables entre pH 3 y 11. Además, se evaluaron como sensores de aminoácidos, revelando que Tb@YSS-4ASA (20%) tiene mayor sensibilidad que Tb@YSS para detectar 5-hidroxitriptófano (5-HTP). Los espectros de emisión y los tiempos de vida de la luminiscencia, demuestran que el 5-HTP provoca un quenching estacionario (Ks= 697 M-1 ) sobre Tb@YSS-4ASA (20%), evidenciando su potencial como sensor luminiscente, con un límite de detección (LOD) de 1,52.10 -4 M y de cuantificación (LOQ) de 5,06.10 -4 M.