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43
CAPÍTULO 4
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 Caracterización del Ligante DTPA-DAB
Se obtuvo el nuevo ligante macrocíclico tipo ciclofano 2,12,29,39-tetraoxo-
4,7,10,31,34,37-hexakis(carboximetilen)-1,4,7,10,13,28,31,34,37,40-decaaza-
[13.2.13.2]etilenparaciclofano (DTPA-DAB), mediante una reacción de condensación
entre DTPA dianhídrido y de 4-4’diaminobibencilo. El compuesto es un polvo de color
crema, con punto de descomposición de 230 °C. Del análisis elemental se obtuvieron
los siguientes resultados porcentuales: C, 56.61; H, 6.39; N, 11.5% y los valores
calculados para la fórmula C56H70N10O16•2.5 H20 son: C, 56.7; H, 6.54; N, 11.81%.
En la Figura 4.1 se muestran los termogramas de calorimetría diferencial de
barrido (DSC) y análisis térmico gravimétrico (TGA) obtenidos para el DTPA-DAB.
Mediante DSC se determinó que el compuesto presenta dos pequeñas pérdidas
endotérmicas una a 195 °C, que posiblemente se deba a la descomposición de los
brazos y otra 230 °C, con lo que se confirma que el cilofano DTPA-DAB tiene un
punto de descomposición total a los 230 °C. En el termograma de TGA se observa
una pérdida de peso debajo de los 200 °C de 3.8% al degradarse, porcentaje que
corresponde a 2.5 moléculas de agua, mismas que hacen la diferencia entre el
análisis elemental calculado y observado.
44
Figura 4.1. Termograma de calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis térmico gravimétrico (TGA) para DTPA-DAB, con una rampa de 10°C por minuto utilizando N2 como gas de proceso.
0 200 400 600 800 1000
-20
-15
-10
-5
0
5
0 200 400 600 800 1000
0
20
40
60
80
100
Flu
jo d
e c
alo
r W
/g
% e
n M
asa
Temperatura °C
45
En la Figura 4.2 se muestra el espectro de infrarrojo del ligante DTPA-DAB. Se
observa una banda a 3275 cm-1 que se asignó al N–H del grupo amida, generada por
la vibración de estiramiento, mientras que las bandas a 1615 y 1525 cm-1 se
asignaron a la amida I y II respectivamente, las cuales resultan del acoplamiento de
las vibraciones de flexión en el plano de N–H y el estiramiento de C=O amida. Se
observa además, una banda intensa a 1680 cm-1 característica de la vibración del
carbonilo del grupo ácido, y una banda a 831 cm-1, característica de la vibración de
flexión C H del benceno p-disustituido. La presencia de las señales características
de los grupos amida, evidencian la formación del ciclofano.
En la Figura 4.3 se muestra el espectro de RMN de protón del ciclofano DTPA-
DAB disuelto en D2O. La asignación de los protones se realizó a partir de los
desplazamientos químicos (δ), las constantes de acoplamiento y la integración de las
señales. El espectro muestra un singulete a 2.67 ppm, que integra para 8 protones,
se asignó a los protones Hf de los metilenos (–CH2–) situados entre los anillos
aromáticos. A 3.16 ppm se observa un triplete con J = 8 Hz, que integra para 8
protones y se asignó a los protones Hb1 de los metilenos unidos al átomo de
nitrógeno amino. A 3.32 ppm se presenta otro singulete que integra para 8 protones,
se asignó a los protones metilenos Ha1 de los brazos pendientes carboximetilo, y en
3.46 ppm se observa otro triplete con J = 8 Hz que integra para 8 protones y se
asignó a los protones metilenos Hb2. En 3.49 ppm se observa un singulete que
integra para 8 protones el cual se asignó a los metilenos Hc unidos al carbonilo del
46
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
0
20
40
60
80
100
Número de onda (cm-1)
N-H
C=O
N-H
T
r
a
n
s
m
i
t
a
n
c
i
a
(%)
Figura 4.2. Espectro de infrarrojo del ligante DTPA-DAB, en KBr.
47
Figura 4.3. Espectro de RMN 1H del ligante DTPA-DAB en D2O, pD = 8.5.
7.50 7.25 7.00 4.0 3.5 3.0 2.5
d
e
a2
c
b1
a1
b2
f
ppm
48
grupo amida, y en 3.84 ppm, un singulete que integra para 4 protones, se asignó a
los metilenos Ha2 del brazo pendiente carboximetilo central. En la región de protones
aromáticos se observan dos dobletes a 7.07 y 7.29 ppm con J = 11 Hz, que integran
para 8 protones cada uno, los cuales se asignaron a los protones He que están
cercanos a los metilenos centrales y a Hd, protones del anillo aromático cercanos al
átomo de nitrógeno amida, respectivamente. Con el espectro de RMN de 1H se
pudieron asignar todos los átomos de hidrógeno que componen la molécula del
ligante. Mediante la integración en el espectro de las áreas relativas de los protones
se determinó que la relación de los protones aromáticos con respecto a los protones
alifáticos es de 1:2.75. Esta relación concuerda con el número de protones
aromáticos-alifáficos del macrocíclo cuando es 2+2. La estructura propuesta tiene 16
protones aromáticos y 44 protones alifáticos, lo que da una relación entre los
protones de 1:2.75.
Los espectros de RMN de 13C del DTPA-DAB disuelto en D20 y en DMSO-d6,
se muestran en las Figuras 4.4 y 4.5 respectivamente. La asignación para cada
átomo de carbono se hizo de acuerdo al número total de carbonos diferentes
existentes en la estructura, el desplazamiento químico (δ) de las señales y con la
ayuda de un espectro de carbono APT (Attached Proton Test, adjunto de protones de
prueba) el cual se muestra en la Figura 4.6. Este experimento permite diferenciar los
tipos distintos de 13C de acuerdo con su multiplicidad, es decir, el número de
protones unidos al carbono, los carbonos CH y CH3 dan señales negativas, y el
carbono cuaternario C y CH2, dan señales positivas. En la estructura propuesta para
49
Figura 4.4. Espectro de RMN 13C del ligante DTPA-DAB en D2O.
50
Figura 4.5. Espectro de RMN 13C del ligante DTPA-DAB en DMSO-d6.
51
Figura 4.6. Espectro APT de RMN de 13C del DTPA-DAB disuelto en DMSO-d6 y TMS de referencia
52
el DTPA-DAB hay 12 carbonos diferentes, de los cuales cuatro pertenecen a los
anillos aromáticos, que se identifican en el espectro en la región entre 140-110 ppm;
la señal a 138.2 ppm se asignó al Ck, y la señal a 134.1 ppm al Cj unido al metileno
central. Las señales que aparecen a 128.2 y 120.4 ppm se asignaron a los carbonos
Cd y Ce, respectivamente. Las señales de los cinco carbonos de los metilenos
alifáticos, se identificaron 60 y 30 ppm; las señales 35.7, 39.5, 51.9, 54.8, y 58.8 ppm
se asignaron a los carbonos metilenos Cf, Cb2, Cb1, Ca1 y Cc, respectivamente. Con
respecto a los carbonos de tres carbonilos, uno de amida y dos de ácidos, sus
señales se encuentran entre 180-165 ppm. De los carbonos aromáticos dos son
cuaternarios, Ck y Cj y sus señales en el espectro de APT se observan hacia arriba,
mientras que los dos carbonos terciarios (CH): Ce y Cd, y las señales en APT se
encuentran hacia abajo. El resto de los carbonos son tipo CH2, y muestran señales
positivas. Las posiciones de las señales descritas corresponden a los espectros del
ligante disuelto en DMSO-d6. Las señales del espectro del ligante disuelto en D2O
tuvieron ligeros desplazamientos con respecto a las anteriores pero dentro del mismo
orden.
Para confirmar que el ligante obtenido es 2+2, se llevó a cabo el análisis por
espectrometría de masas. Esta técnica permite el análisis, tanto cualitativo como
cuantitativo, de sustancias químicas orgánicas que se encuentran en
concentraciones traza, donde se separan los iones de acuerdo a la relación
masa/carga. En la Figura 4.7 se muestra el espectro de masas del ligante obtenido
mediante el proceso ionización por electrospray para iones positivos. Se observa una
53
Figura 4.7. Espectro de masas ESI positivo del ligante DTPA-DAB.
54
señal a m/z= 1139.2, que corresponde al valor de la masa exacta del ligante
esperado 2+2, (1138.5) más un ion positivo H+. Lo anterior se confirma en el espectro
de masas para iones negativos, el cual se muestra en la Figura 4.8, donde se
observa una señal a m/z= 1137.98 que corresponde al valor de la masa exacta
menos un ion negativo H-. En ambos espectros también se observa que el pico mas
alto corresponde a ligante más un ion positivo o negativo H+ ó -, más un ion de sodio,
que se adquiere durante el experimento.
El efecto de pH sobre las propiedades del compuesto se estudió mediante
espectroscopia óptica. En la Figura 4.9 se muestran los espectros de emisión del
ciclofano DTPA-DAB para diferentes valores de pH. Usando como excitación 337 nm
se observa una banda ancha centrada en 394 nm cuya intensidad disminuye
gradualmente con la disminución del pH. En el recuadro superior de la Figura 4.9 se
muestra la variación de la intensidad de emisión del DTPA-DAB a 394 nm para
diferentes valores de pH, donde se distinguen varias regiones sigmoidales típicas de
especies en equilibrio. A la curva IE vs pH se le realizó un ajuste teórico con un
programa basado en Microsoft Excel diseñado por el Dr. Motomichi Inoue Noguchi 36,
de donde se obtuvieron las constantes de protonación y la fracción molar de cada
especie (Figura 4.10). El ajuste reveló la presencia de cuatro especies del ligante en
solución y se determinaron tres constantes de protonación pK1, Pk2 y pK3, cuyos
valores son 10.03, 7.74 y 5.13.
En la Figura 4.11, se muestra el espectro de absorción del ciclofano DTPA-
DAB a diferentes valores de pH. En el recuadro superior de la Figura 4.11 se muestra
55
Figura 4.8. Espectro de masas IE negativo del ligante DTPA-DAB.
56
Figura 4.9 Espectros de emisión del ciclofano DTPA-DAB en solución de NaCl 0.01 M a diferentes valores de pH. [DTPA-DAB] = 1.1 x 10-5 M, λexc = 337 nm. En el recuadro se muestra la variación de la Intensidad de emisión del DTPA-DAB a 394 nm a diferentes valores de pH (■ experimental, ─ calculada36).
.
350 400 450 500 550 600
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
3 4 5 6 7 8 9 10 11
100
150
200
250
300
350
400
Inte
nsi
dad d
e F
luore
scenci
a (
u.a
.)
pH
Inte
nsid
ad
de
Flu
ore
sce
ncia
(u
.a.)
(nm)
pH 10.76
pH 3.95
57
Figura 4.10. Diagrama de distribución de especies para DTPA-DAB determinadas por fluorescencia [L]= 1.1 x 10-5 M.
2 4 6 8 10 12
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0LH2
2-LH3
-
LH3-
L4-
Fra
cció
n M
ol
pH
58
Figura 4.11. Espectros de absorción del ciclofano DTPA-DAB en solución de NaCl 0.01 M a diferentes valores de pH. [DTPA-DAB] = 1.5 x 10-5 M. En el recuadro se muestra la variación de la absorbancia del DTPA-DAB a 235 nm a diferentes valores de pH (■ experimental, ─ calculada36).
200 225 250 275 300 325 350
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
5 6 7 8 9 10 11
0.85
0.90
0.95
1.00
1.05
Absorb
ancia
(nm)
Ab
so
rba
ncia
(nm)
59
la variación de la absorbancia del DTPA-DAB a 235 nm para diferentes valores de
pH, donde se distinguen varias regiones sigmoidales típicas de especies en
equilibrio. A la curva absorbancia vs pH se le realizó un ajuste teórico con un
programa basado en Microsoft Excel diseñado por el Dr. Motomichi Inoue Noguchi
36,de donde se obtuvieron las constantes de protonación y la fracción molar de cada
especie (Figura 4.12). El ajuste reveló la presencia de cuatro especies del ligante en
solución, sin embargo se pudieron determinar únicamente dos constantes de
protonación pK1y pK2, cuyos valores fueron 9.59 y 6.22 debido a que el compuesto
precipitó al bajar el pH.
El estudio de protonación del ligante, reveló la existencia de diferentes
especies en solución e indica que el ligante adquiere diferentes conformaciones al
variar el pH del medio. Estos cambios conformacionales pueden afectar las
propiedades espectroscópicas de la molécula, en particular los espectros de
absorción y fluorescencia. Por tal motivo, se obtuvieron espectros electrónicos del
compuesto a diferentes valores de pH. El espectro de absorción del ligante presenta
una banda no estructurada centrada a 250 nm (εmax = 1 x 105 M-1 cm-1), mientras que
en el espectro de excitación se observa una banda no estructurada a 337 nm. El
espectro de emisión está constituido de una banda de emisión estructurada centrada
a 395 nm.
Los resultados anteriores fueron corroborados por estudios de potenciometría.
Las constates de protonación (pK) obtenidas por este método fueron: 9.61, 8.86, 5.02
60
Figura 4.12. Diagrama de distribución de especies para DTPA-DAB determinadas por UV-Vis [L]= 1.5 x 10-5 M.
4 6 8 10 12
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Fra
cció
n M
ol
pH
L4-
LH3-
LH2
2-
LH3
-
61
y 4.32. Estos valores son similares a las constantes pk1 – pK3 obtenidas por el ajuste
de la curva IE vs pH. Las diferencias se deben a las distintas condiciones en que se
llevaron a cabo los experimentos (concentración, fuerza iónica, condiciones de los
electrodos, etc.).
En la Figura 4.13 se muestran los diagramas de distribución de especies
obtenidos por potenciometría y se comparan con la curva de IE vs pH obtenida por
fluorescencia. Se puede observar, que cuando el ligante DTPA-DAB se encuentra
desprotonado (especie L4-), exhibe la intensidad máxima de emisión. A medida que
disminuye el pH, la intensidad de emisión disminuye presentando formas pequeñas
sigmoidales en cada protonación del ligante.
A pesar de que los estudios anteriores muestran la naturaleza de las
diferentes especies fluorescentes, es muy importante conocer el sitio exacto de cada
una de las protonaciones en la molécula, ya que está bien documentado que las
constantes de protonación y la secuencia de la misma en la cadena, dependen del
sustituyente.
Una metodología idónea para elucidar los sitios de protonación, se basa en
usar la técnica de resonancia de protón para diferentes valores de pH. En la Figura
4.14 se muestran los desplazamientos químicos (δ) del DTPA-DAB a diferentes
valores de pH y el ajuste de la curva calculado con un modelo teórico. El valor de la
primera constante de protonación obtenido por este método es de 9.8. En la gráfica
se observa que las señales de los protones a2 y b2, son los que se desplazan en
62
Figura 4.13 Diagrama de distribución de especies para DTPA-DAB determinadas por potenciometría [L]= 0.5 mM (───). Comparados con la curva de IE
vs pH (■ experimental, –– calculado36).
2 4 6 8 10 12
0
20
40
60
80
100
120
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
100
150
200
250
300
350
400
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12In
ten
sid
ad
de
Flu
ore
sce
ncia
(u
.a.)L
4-
LH3-
LH2
2-
Fra
cció
n M
ol
pH
LH4
LH3
-
63
Figura 4.14 Curvas de desplazamientos químicos δi de RMN 1H con respecto al pD del DTPA-DAB en solución de acuosa a una concentración de 4.83 x10-4 M.
7
8
9
10
11
12
13
7.5 7.0 4.0 3.5 3.0 2.5
pD
d e a2 b2 a1 b1 f
c
, ppm
64
mayor medida hacia campo bajo. Estas señales corresponden a los protones de los
grupos metileno unidos directamente a los átomos de nitrógeno del grupo amino
central del ligante, por lo tanto, su desplazamiento indica que la primera protonación
ocurre en los átomos de nitrógeno del grupo amino, que se encuentran en la parte
central de la molécula. Desafortunadamente, no fue posible obtener datos a valores
más bajos de pD, debido a la baja solubilidad del ligante.
4.2 Caracterización del Complejo Gd2[DTPA-DAB]
La caracterización del complejo Gd2[DTPA-DAB] se realizó mediante varias
técnicas espectroscópicas. Los espectros de infrarrojo del ligante DTPA-DAB y del
complejo Gd2[DTPA-DAB], se muestran en la Figura 4.15. Entre ambos espectros se
pueden distinguir diferencias entre las señales de los grupos carbonilo de los grupos
ácidos y amida. En el espectro del complejo, las señales del grupo carbonilo ácido se
desplazan de 1680 cm-1 a 1630 cm-1 y las del grupo amida se desplazan de 1525
cm-1 a 1510 cm-1. Además, las señales del complejo se observan más delgadas,
debido a que la rigidez de la molécula aumenta al coordinar los átomos donadores
del ciclofano con los iones de Gd3+.
La formación del complejo se estudió mediante titulaciones por fluorescencia y
absorción. En la Figura 4.16 se muestran los espectros de emisión del DTPA-DAB
obtenidos mediante una titulación de una solución de DTPA-DAB a pH 7.9, variando
la relación molar del ion Gd3+ con respecto al ciclofano. Se observa que la intensidad
65
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
50
60
70
80
90
100
0
20
40
60
80
100
B
A
Tra
nsm
ita
ncia
(%
)
Número de onda (cm-1)
Figura 4.15. Espectro de infrarrojo del ligante DTPA-DAB (A) y del complejo Gd2[DTPA-DAB] (B).
66
Figura 4.16. Espectros de emisión obtenidos en la titulación espectroscópica de DTPA-DAB, [L]= 1.49 x 10-5 M con Gd3+, λexci= 337 nm La relación molar varía desde 0-3, pH= 7.1 en Buffer Tris, T=25°C. Recuadro: Variación de la razón Intensidad de fluorescencia en función [Gd3+]/[DTPA-DAB] de 0-3.
350 400 450 500 550
0
200
400
600
800
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
0
200
400
600
800
Inte
nsi
dad d
e F
luore
nsc
enci
a (
u.a
.)
[Gd3+
]/[DTPA-DAB]
Inte
nsid
ad
de
Flu
ore
sce
ncia
(u
.a.)
(nm)
67
de la fluorescencia del DTPA-DAB disminuye a medida que se incrementa la
concentración del ion metálico, alcanzando una saturación cuando la relación molar
[Gd]/[L] es igual a 2. En el recuadro superior se muestra la gráfica de la intensidad
contra la relación molar [Gd]/[L], se puede apreciar claramente que se tiene una
estequiometria de complejación 2:1, indicando que cada molécula del DTPA-DAB
coordina con dos iones de Gd3+. La intensidad de la fluorescencia puede disminuir o
desaparecer (apagamiento), debido a la desactivación del estado excitado por
interacción de los fluoróforos con otras especies presentes en el medio. Los
mecanismos de apagamiento aun no se comprenden por completo, pero al parecer la
transferencia electrónica reversible está involucrada en el apagamiento provocado
por especies con un bajo potencial de ionización o baja afinidad electrónica (por
ejemplo, oxígeno molecular, iones metálicos de transición y otras especies
paramagnéticas o altamente conjugadas)37.
Para corroborar los estudios realizados mediante fluorescencia se efectuó
también una titulación por UV-Vis. En la Figura 4.17 se muestran los espectros
electrónicos de absorción, en donde la banda a 249 nm se atribuye a una transición
de tipo π-π* del anillo aromático. Se observó un comportamiento hipocrómico de la
banda de absorción al aumentar la concentración de los iones de Gd3+. En el
recuadro superior de esta figura se puede observar que el complejo se forma con
una estequiometria 2:1. Ambas técnicas mostraron que la formación del complejo
Gd-Ligante es binuclear, donde posiblemente cada ion metálico coordine con tres
68
Figura 4.17. Espectros de absorción obtenidos en la titulación espectroscópica de DTPA-DAB, [L]= 1 x 10-5 M con Gd3+.La relación molar varía desde 0-2.5, pH= 7 en agua desionizada, T=25°C. Recuadro: Variación de la razón absorbancia en función [Gd3+]/[DTPA-DAB] de 0-2.5.
200 225 250 275 300 325 350
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8
0.28
0.30
0.32
0.34
0.36
0.38
0.40
Absorb
ancia
[Gd3+
]/[DTPA-DAB]
Ab
so
rba
ncia
/nm
69
Gd2[DTPA-DAB]
Gd2[DTPABAN]
Figura 4.18. Estructura probable del complejo Gd2[DTPA-DAB] y estructura
Gd2(DTPABAN), obtenido por Inoue y colaboradores.33
70
átomos de nitrógeno amino, tres átomos de oxígeno carboxilato dos átomos de
oxígeno amida y un átomo de oxígeno de una molécula de agua. Figura 4.18 se
muestra la estructura del complejo Gd2[DTPA-DAB], que es básicamente es similar al
complejo Gd2[DTPABAN], obtenido anteriormente por Inoue y colaboradores.33
Se calculó la constante de asociación del complejo mediante una titulación por
fluorescencia. En la Figura 4.19 se muestran los espectros obtenidos al titular una
solución del ligante DTPA-DAB a una concentración 1.49 x 10-6 M, añadiendo
sucesivas alícuotas de una solución de GdCl3 8.94 x 10-5 M. Por medio del ajuste de
los datos con un programa de Excel diseñado por el Dr. Inoue, se obtuvo la
constante de asociación del complejo: log β21 = 26.99. Tal como se muestra en el
recuadro de la Figura 4.19, la constante de asociación es igual a la constante de
disociación, lo que significa que, el tiempo que tarda el complejo en asociarse es
igual al tiempo que tarda en disociarse. Con el propósito de usar el complejo como
agente de contraste, lo deseable es que el tiempo que tarda éste en disociarse sea
mayor que el tiempo usado por el cuerpo para excretarlo. Lo anterior debido a que
como se menciono anteriormente, el Gd3+ en su forma libre es tóxico a pH fisiológico,
ya que puede formar hidrocomplejos o unirse a las proteínas, intercambiándose por
el Ca2+. El valor obtenido de la constante de asociación, log β21 = 26.99, es similar a
los valores reportados para agentes de contraste comercialmente disponibles, que
oscilan entre log βn1 = 17 y log β21 = 27.
Para determinar la constante de estabilidad del complejo Gd2[DTPA-DAB], se
tomaron espectros de emisión a una serie de soluciones del complejo en NaCl 0.01
71
Figura 4.19. Espectros de emisión obtenidos en la titulación espectroscópica de DTPA-DAB, [L]= 1.49 x 10-6 M con Gd3+, λexci= 337 nm La relación molar varía desde 0-3, pH= 7.1, T=25°C. Recuadro: Variación de la razón Intensidad de fluorescencia en función [Gd3+]/[DTPA-DAB] de 0-3. (■ experimental, –– calculado36).
350 400 450 500 550
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Inte
nsid
ad d
e Flu
ores
cenc
ia (u.
a.)
[Gd3+
][DTPA-DAB]
Inte
nsid
ad
de
Flu
ore
sce
ncia
(u
.a.)
(nm)
72
M, manteniendo constante la concentración de 1.5 x 10-5 M para diferentes valores
de pH. En la Figura 4.20 se muestran los espectros obtenidos para una longitud de
onda excitación de 337 nm. En el recuadro se gráfica la intensidad de emisión del
DTPA-DAB a 395 nm para diferentes valores de pH. Por medio de un ajuste con un
programa de Excel diseñado por el Dr Inoue, se obtuvieron las constantes de
estabilidad para el complejo, cuyos valores fueron: log Kp1 = 10.10, log Kp2 = 8.04, log
Kp3 = 5.73, and log Kp4 = 4.34 respectivamente.
Se realizaron experimentos de calorimetría de titulación isotérmica para
corroborar la constante de estabilidad, así como la estequiometria del complejo
Gd2[DTPA-DAB] en solución, variando los diferentes parámetros (número de
inyecciones, tiempos de adición, relación ligando-metal), sin embargo, no se
obtuvieron resultados satisfactorios debido a que proceso de alcanzar el equilibrio de
complejación del ligando-Gd3+ es muy lento.
4.3 Determinación de la Relaxividad de Gd2[DTPA-DAB] en Solución.
Los valores de los tiempos de relajación del complejo (T1) obtenidos para las
diferentes concentraciones del complejo se reportan en la Tabla 4.1. Se observa que
a medida que aumenta la concentración de complejo los valores de T1 disminuyen,
por lo que se puede decir que se tiene un complejo en solución que puede aumentar
el contraste en la imagen de resonancia.
73
Figura 4.20.Espectros de emisión Gd2[DTPA-DAB] en solución de NaCl 0.01 M a una concentración de 1.5 x 10-5 M a diferentes valores de pH. La longitud de onda de excitación es a 337 nm. Recuadro: Intensidad de emisión del DTPA-DAB a 395 nm a diferentes valores de pH. (■ experimental, –– calculado36).
350 400 450 500 550
0
200
400
600
800
1000
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0
20
40
60
80
100
Inte
nsid
ad d
e Flu
ores
cenc
ia (u.
a.)
pH
Inte
nsid
ad
de
Flu
ore
sce
ncia
(u
.a.)
(nm)
74
En la Figura 4.21 se gráfica T1-1 – T0
-1 vs [Gd3+]. Del ajuste de los datos a una
dependencia lineal, se obtuvo el valor de la pendiente, que corresponde al valor de
relaxividad longitudinal: r1 = 4.34 mM-1s-1 ± 0.035.
El T10 del agua residual en D2O fue de 11.47 s. Los valores de T1 obtenidos
para las diferentes concentraciones del complejo se reportan en la Tabla 4.2. En la
Figura 4.22 se grafican los valores de T1-1 contra la concentración del complejo. La
relaxividad longitudinal (r1) del Gd2[DTPA-DAB] se determinó de la regresión lineal de
la gráfica, obteniendo un valor de r1 = 4.1 mM-1s-1 ± 0.004.
Los valores r1 obtenidos, se encuentran dentro del rango de valores reportados
para agentes de contraste para resonancia magnética de imagen aprobados por la
FDA, como: r1 = 3.8 mM-1s-1 para el complejo [Gd(DTPA)(H2O)]2-, r1 = 4.39 mM-1s-1
para [Gd(DTPA-BMA)(H2O)] y r1 = 3.7 mM-1s-1 [Gd(HP-DO3A)(H20)].37 En el
Departamento de Polímero y Materiales de la Universidad de Sonora se reportaron
dos complejos de gadolinio con relaxividades similares: r1= 3.4 mM-1s-1 para
[Gd(17dtpabd)(H20)] y r1= 4.9 mM-1s-1 para [Gd(34dtpabd)(H20)2].33
75
Tabla 4.1. Valores de T1 de Gd2[DTPA-DAB] en solución de D2O a diferentes concentraciones
Gd(DTPA-DAB) (mmolal)
0.03 0.06 0.12 0.24 0.36 0.47
T1 (mseg) 7834 4991 3513 1376 723 478
76
Figura 4.21. Gráfica de T1-1–T0
-1 contra la concentración del Gd2[DTPA-DAB] en solución.
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
1/T
1-1
/T0
(1/s
eg
)
[Gd-DTPADAB] (mmolal)
77
Tabla 4.2. Valores de T1 para diferentes concentraciones Gd2[DTPA-DAB] en D2O.
Gd(DTPA-DAB)
(mmolal)
0.03 0.06 0.24 0.36 0.47
T1 (mseg) 5929 3610 979 629 520
78
Figura 4.22. Gráfica de T1-1–T0
-1 contra la concentración del Gd2[DTPA-DAB].
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
1/T
1-1
/T0
1
(1/s
eg
)
[GdDTPADAB] (mmolal)