Ya se ha visto en apartados anteriores que los estados
excitados de una molécula pueden relajarse por emisión de luz o evolucionando a
través de una reacción química. La última vía que se va a exponer es la
transferencia de energía. Es decir, que la molécula que ha sido excitada ceda
su exceso de energía a una segunda molécula.
En Fotoquímica, éste es uno de los
métodos más empleados para excitar moléculas que, por diversos motivos, no
pueden excitarse por absorción de luz. Uno de los ejemplos más representativos
de excitación llevada a cabo por este método es la molécula de oxígeno. El
primer estado electrónico excitado de la molécula de oxígeno recibe el nombre
de oxígeno singlete. Este estado excitado se caracteriza por ser tener un poder
oxidante mayor que el de la propia molécula de oxígeno. Por ello, actualmente,
las investigaciones relacionadas con el oxígeno singlete constituyen uno de los
focos más activos. Por ejemplo, en Química Orgánica, la oxidación de
determinados compuestos suele realizarse empleando reactivos como el
permanganato potásico, el trióxido de cromo, el ácido m-cloroperbenzoico, etc.
Habitualmente, estos procesos de oxidación no sólo implican el uso de reactivos
cuyo manejo entraña un cierto peligro o generan residuos con abundantes
cantidades de metales, sino que implican posteriores etapas de aislamiento y
purificación que suponen un mayor gasto en disolventes, energía y tiempo. Como
alternativa a estos métodos clásicos empleados en la síntesis de compuestos
orgánicos ha surgido en los últimos años una nueva filosofía a la hora de
desarrollar nuevos procedimientos sintéticos, llamada Química Verde. El uso del
oxígeno singlete se enmarca perfectamente en esta nueva mentalidad, ya que es
un reactivo que puede generarse a partir de una fuente abundante y por
mecanismos que requieren un bajo consumo energético (desde el uso de lámparas
LED’s hasta la propia luz solar) y da lugar a reacciones en las que se generan
pocos productos no deseados, por lo que se simplifican los procesos de
purificación. La reactividad característica del oxígeno singlete permite la
modificación de compuestos orgánicos con dobles enlaces, anillos aromáticos o
elementos como el azufre. Precisamente esta variedad de procesos es aprovechada
en otras aplicaciones relacionadas con el oxígeno singlete. Por ejemplo, uno de
los principales problemas a los que la sociedad se enfrenta actualmente, y es
de esperar que lo siga siendo en el futuro, es la disponibilidad de agua apta
para el consumo. Como consecuencia de la actividad humana, las fuentes
naturales para obtener estos recursos son objeto de una gran contaminación. En
ellas es posible encontrar una importante variedad de compuestos orgánicos
resultado de vertidos industriales, agrícolas o urbanos. Habitualmente, las
proporciones en las que se encuentran estos contaminantes no suponen ningún
riesgo para los humanos, pero sí pueden afectar a los organismos acuáticos. Por
ello surge la necesidad de encontrar métodos no agresivos para el tratamiento
de aguas. La transformación de estos compuestos a otros que sean inocuos es una
de las posibilidades que se han planteado y el empleo de procesos oxidativos
con oxígeno singlete, una de las alternativas más prometedoras.
Igualmente, se está investigando el uso de oxígeno singlete
en el tratamiento contra el cáncer por medio de la llamada terapia
fotodinámica. El procedimiento consiste en administrar al paciente un colorante
que, idealmente, sea capaz sea capaz de unirse selectivamente a las células
tumorales, sin interactuar con el resto de células sanas. Una vez que el
colorante se ha unido a las células tumorales se irradia con luz que pueda ser
absorbida por el colorante, de manera que al excitarse transfiera su energía a
las moléculas de oxígeno circundantes y permita la obtención de oxígeno
singlete. Los dobles enlaces, anillos aromáticos y compuestos azufrados que se
encuentran en los lípidos y proteínas de membrana de las células tumorales reaccionarían
posteriormente con el oxígeno singlete. La alteración de estos elementos
estructurales de la membrana celular conduciría, finalmente, a la muerte de la
célula.
Esta metodología ya se ha probado satisfactoriamente con
tumores y otras enfermedades que afectan a la piel, administrándose el
colorante, generalmente, en forma de pomada. Sin embargo, todavía queda mucho
por avanzar contra tumores que están dispersos en el interior del organismo, donde
es preciso que la unión selectiva del colorante al tejido afectado, lo cual es
mucho más complejo.
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