85
ekaia
ZIENTZIA e a TEKNOLOGIA
ALDIZKARIA
ISSN 0214-9001 – eISSN 2444-3255
Ekaia, 2023, 43, 85-100
h ps://doi.o g/10.1387/ekaia.23762
* Ha emane an ja zeko / Co esponding au ho : Jo ge Bañuelos. Kimika Fisikoa Saila, Zien zia e a Teknologia Fakul a ea
(UPV/EHU). Sa iena auzoa, z/g (48940-Leioa, Bizkaia). – [email p o ec ed] – h ps://o cid.o g/0000-0002-8444-4383
Nola aipa u / How o ci e: Casado, Na alia; Oliden-Sánchez, Ainhoa; A ellanal-Zaballa, Edu ne; Sola-Llano, Rebeca; Ga -
zia-Ri e o, Lei e; Bañuelos, Jo ge (2023). «Kolo a zaile o oak iboen belaunaldi be ia». Ekaia, 43, 2023, 85-100.
(h ps://doi.o g/10.1387/ekaia.23762).
Jaso ze-da a: 2022, ekainak 27; Ona ze-da a: 2022, i ailak 23.
ISSN 0214-9001 - eISSN 2444-3255 / © 2023 UPV/EHU
Lan hau C ea i e Commons Ai o u-EzKome ziala-LanE a o i ikGabe 4.0 Nazioa ekoa
lizen zia ba en mende dago
Kolo a zaile o oak iboen belaunaldi be ia
(Nex gene a ion o pho oac i e dyes)
Na alia Casado, Ainhoa Oliden-Sánchez, Edu ne A ellanal-Zaballa,
Rebeca Sola-Llano, Lei e Ga zia-Ri e o, Jo ge Bañuelos*
Kimika Fisikoa Saila, Zien zia e a Teknologia Fakul a ea (UPV/EHU)
Labu pena: Gizakiok, maiz, na u an inspi a zen ga a ga apen eknologikoa bul za zeko. Bada, o osin-
esia ho en adibide a gia da. P ozesu na u al ho e an, eguz ki-a gia k omo o o na u alen bidez xu ga zen
da, e a gau egun an ena-sis ema na u al ho i modu e aginko ean imi a zeko az e lan uga i egi en a i di a,
kolo a zaile o ganiko be ien diseinuan oina i u a. Hala e e, molekula sinpleak di enez, zenbai muga iza-
en di uz e; adibidez, zail asunak di uz e espek o elek omagne iko osoan a gia xu ga zeko, a gi-ene gia ga-
aia zeko e a e adiazio ja ai ua en pean luze i au eko. Hala, hainba k omo o oz osa u ako kolo a zaileak,
mul ik omo o o de i zenak, i enbide ap oposa di a. Molekula-egi u a ho ie an, k omo o o edo kolo a zaile
ezbe dinak modu kobalen ean konbina zen di a e a ene gia- ukea sus a zen da. Ho az, an ena na u alak imi-
a zeko un sezkoa den p ozesua lo zen da e a a gia en xu gapen zabala e a e aginko a be ma zen da. Ho i
dela e a, kolo a zaileen kimikan, mul ik omo o oak e o kizuneko sis ema o oak ibo za ha zen di a an ena
a i izialak ga a zeko e a gailu op iko e a o o ol aikoe an aplika zeko. A gi alpen hone an, be az, an ena
e aginko e a egonko ak ga a zeko ezinbes ekoak di en i izpide molekula ak e a o o isikoak zehaz en di a.
Adibide gisa, e odaminan, pe ileno go ian e a BODIPYan oina i u ako kolo a zaile mul ik omo o ikoak
au kez en di a, e a ho ien po ae a o onikoa desk iba zen da lase e a sen so e bezala e abil zeko.
HITZ GAKOAK: an ena a i izialak, kolo a zaile o ganikoak, mul ik omo o oak, ene gia- ukea.
Abs Ac : Na u e is a sou ce o inspi a ion o humankind and helps in echnological ad ance. As a
ma e o ac , he ep oduc ion o he pho osyn hesis, whe e na u al ch omopho es abso b he incoming
sunligh , is a long seeking challenge. To mimic such an enna sys ems new o ganic dyes a e designed. How-
e e , single molecules show in insic limi a ions o abso b he whole elec omagne ic spec um, o ligh
a eling, and o wi hs and p olonged i adia ion egimes. To o se such sho coming, mul ich omopho ic
dyes a e an appealing al e na i e. In hese complex molecula s uc u es dissimila dyes a e co alen ly
linked o p omo e ene gy ans e be ween hem, which is he key pa hway. Thus, mul ich omoho es enable a
b oadband and e icien abso p ion. The e o e, mul ich omopho ic dyes eme ge as he nex gene a ion o ap-
plied pho oac i e sys ems o a i icial an ennae in op ic and pho o ol aic de ices. He ein, we de ail he
main s uc u al and pho ophysical equi emen s o de elop e icien and s able mul ich omopho es. As a
p oo o concep , we showcase mul ich omopho ic dyes based on hodamine, pe ylene ed and BODIPY and
desc ibe hei pho onic pe o mance applied as lase s and senso s.
KEYwORDS: a i icial an ennae, o ganic dyes, mul ich omopho es, ene gy ans e .
86 Ekaia, 2023, 43, 85-100
Na alia Casado, Ainhoa Oliden-Sánchez, Edu ne A ellanal-Zaballa,
Rebeca Sola-Llano, Lei e Ga zia-Ri e o, Jo ge Bañuelos
1. Sa e a
Na u ak eskain zen di uen kolo eez blai dago mundua. Gizakiok kolo-
eak e abil zen di ugu es e ikan, ingu unea ekin komunika zeko, gu e sen i-
menduak azale a zeko, bai e a e abile a p ak iko asko a ako e e. Landa eek
kolo e-aniz asun izuga ia e akus en du e, e a ingu unea ekin elka e agi-
nean a i zeko e abil zen di uz e (adibidez, in sek uak e aka zeko) edo a
eguzki-a gia xu ga zeko, zeinen ondo ioz o osin esia egin dezake en [1].
Izan e e, hos oek kolo e ezbe dinak di uz e, e a kolo e ho ien i u ia haien
ba nean dauden molekula be eziak di a (hala nola klo o ilak, bili ubinak,
ka o enoideak edo xan o ilak, 1. i udia). Eguzki-a gia en xu gapenak ene -
gia- ukeak ahalbide zen di u, a gia e eakzio-gune a i i s dadin; pun u
ho e an, eguzki-a gia ene gia kimiko bilaka zen da (ka bohid a o e an).
An ena-sis ema na u al ho ie an, lehen aipa u ako molekulek eguzki-a gia-
ekiko elka ekin za pai a zen du e, e a ho az, gune o oak iboa izan beha
du e; alegia, k omo o o de i zona (1. i udia). K omo o oak espek o-e emu
jakin ba ean a gia xu ga zen du, e a xu ga zen ez den gainon zeko a gia
beha zen den kolo ea en a azoia da.
1. i udia. Fo osin esian pa e ha zen du en hainba kolo a zaile na u alen xu -
gapen-bandak eguzki espek oa en e emu ikusgaian. Banda bakoi za en oina izko
k omo o o- amilien egi u ak e e i udika zen di a.
h ps://doi.o g/10.1387/ekaia.23762 87
Kolo a zaile o oak iboen belaunaldi be ia
Be idanik na u an au ki di zakegun kolo een aniz asunak lilu a u gai u.
Izan e e, gizakiok a giak e agindako p ozesue a ik inspi azioa jaso dugu
kolo edun konposa u be iak au ki zeko, ba ez e e o osin esia en p oze-
sua imi a zeko [2-4]. Izan e e, an zinako zibilizazioe an baliabide na u alak
(lu a e a ika za pigmen u bezala) e abil zen zi uz en kolo ez a zeko. Ho -
ik au e a, hainbes ekoa izan zen au e akun za, non gau egun kimika iak
gai di en k omo o o o ganiko sin e iko be iak diseina zeko, edo esku aga-
i daudenak e alda zeko nahi den kolo ea lo zeko [5]. Kolo a zaile ho ien
a ean luo eszen zia-p opie a ea azal zen du enek a e a be ezia jaso du e.
Izan e e, seinale-mo a ho en sen iko asun pa egabea dela e a (molekula
baka a de ek a zeko ahalmena), hainba a lo eknologiko an aplika zeko
auke a eskain zen du. Adibidez, kolo a zaile o ganikoak gailu elek oni-
koe an (diodo igo leak, OLED) e a o o ol aikoe an sa i an e abil zen di a
ene gia e alda zeko, hau da, elek izi a ea a gi bilaka zeko e a alde an ziz,
hu enez hu en [6], o osin esian ge a zen den an ze a. Hala e e, kolo a-
zaileen e abile a-espa u a akas a suena e a ohikoena bio eknologia da.
Esa e ba e ako, bibliog a ian e a e xe kome ziale an au ki dai ezkeen kolo-
a zaile o ganikoe an oina i u ako sen so e edo ma ka zaile luo eszen een
kopu ua, biomolekulak age ian ja zeko edo a p ozesu biokimikoak ja ai u
ahal iza eko, izuga ia da [7, 8].
Nolanahi e e, kolo a zaile o ganikoen po en zial osoaz balia zeko, p o-
pie a e o o isikoak aplikazio eknologikoen eskakizun be ezie a a molda u
beha di a. Ho e a ako, kimika iek gaindi u beha eko hainba e onka di-
uz e o aindik. O oko ean, kolo a zaile o ganikoek honako muga hauek
iza en di uz e:
— A gia oso modu e aginko ean xu ga u a en, espek o-leiho oso es-
uan ge a zen da, e a gainon zeko a gia galdu egi en da. Be az, gune
o oak iboa muga ua da, e a eguzki-a gia, adibidez, ez da ha en oso-
asunean us ia zen.
— Igo pen- e a xu gapen-bandak nahiko hu bil daude kolo a zaile
gehiene an, e a, ondo ioz, de ekzio- e a ki zikapen-uhinen luze ek
in e e en ziak so di zake e. De ekzioa sen iko agoa iza eko, elka-
engandik u unago ego ea komeni da.
— Molekula-egi u a o ganikoak di enez, ez du e o oegonko asun han-
di ik iza en; ondo ioz, ki zikapen-e adiazio luze e a ahal sua en e a-
ginez, kolo a zailea honda u egi en da.
A azo ho iek guz iak molekula-egi u a sinple ba ekin gaindi zea oso
zaila da. Hala e e, konponbidea na u an au ki u dai eke. Fo osin esian
eguzki-a gia en xu gapena zabala e a e aginko a da landa ee an dauden
an ena-sis ema na u alak di ela e a (1. i udia). Sis ema konplexu ho ien
e edu ik abia u a, k omo o o ezbe dinak kobalen eki elka u dai ezke e a
egi u a mul ik omo o iko ba so u [9]. An ena-sis ema a i izial ho iek al-
88 Ekaia, 2023, 43, 85-100
Na alia Casado, Ainhoa Oliden-Sánchez, Edu ne A ellanal-Zaballa,
Rebeca Sola-Llano, Lei e Ga zia-Ri e o, Jo ge Bañuelos
e na iba ap oposa di a kolo a zaile indibidualen mugak gaindi zeko, e a
ondo ioz sis ema o oak iboen belaunaldi be i ba diseina zeko. Mul ik o-
mo o o ho ie an ene gia- ukea (ET) da p ozesu gakoa [10, 11]. P ozesu
ho e an, sis emako ene gia-emaile nagusia izango den en i a e k omo o i-
koak ki zikapen-a gia ha u e a ene gia-ha zaile ba i ans e i uko dio, az-
ken ho en igo pena beha zeko. ETa bide ezbe dinen bidez ge a dai eke,
baina mekanismo nagusiak espazioan edo lo u e an zeha ekoak di a[12].
Lehenengo kasuan, ETa ge a zeko ezinbes ekoa da espek o-gaineza -
pena; alegia, emailea en igo pen-espek oak e a ha zailea en xu gapen-es-
pek oak ba egin beha du e a e ba ean. Ho ela, beha den dipolo-di-
polo akoplamendua (Fö s e mekanismoa) ahalbide zen da [13]. Biga en
kasuan, lo u e an zeha eko ETan, elek oien ukea so a az eko o bi a-
len gainja zea beha ezkoa da (Dex e mekanismoa) [14, 15]. Bi kasue an,
emailea en e a ha zailea en a eko dis an zia un sezko ak o ea da ETa en
e aginko asune ako. Mul ik omo o oe an, dis an zia ho i mo za da en i a e
k omo o ikoak lo u a kobalen een bidez lo u a daudelako. Ondo ioz, mole-
kulen a eko ETa in amolekula a da e a, gaine a, oso e aginko a (% 100
ingu u). Hala e e, kon uan ha u beha eko hainba ak o e daude ene gia-
ukea pai a zen du en mul ik omo o o ho iek an ena-po ae a egokia izan
deza en:
— Auke a u ako k omo o oen xu gapen espek oek osaga iak izan
beha du e mul ik omo o oa en xu gapen zabala ahalbide zeko ul-
amo e, ikusgai e a in ago i hu bilean zeha , hau da, eguzki-es-
pek oa koka zen den e emue an.
— Emailea en igo penak e a ha zailea en xu gapenak gainja i a egon
beha du e ETa espazioan zeha ge a dadin.
— K omo o oen a eko lo u ak ap oposa izan beha du bakoi za en
izae a elek onikoa man en zeko behin mul ik omo o oa osa u os-
ean; ho i e e ga an zi sua da ETa en mekanismoa en alde ik. ETa
lo u e an zeha ge a zeko, emaileak e a ha zaileak zuzenean lo u a
egon beha du e, edo konjuga u ako be eizle ba en bidez.
Baldin za ho iek guz iak be ez ge o, mul ik omo o oa en xu gapen
oso zabala e a e aginko a lo dai eke, e a, ene gia- ukea i eske , ki zi-
kapen-ene gia emaile ik ha zaile a ga aia dai eke, ia gale a ik gabe, e a
ha zailea en igo pena lo u. Ho az, an ena ho ie an de ekzio- e a ki zika-
pen-e emuak oso u un daude ba a bes e ik; hala, mu iz u egi en di a in-
e e en ziak e a handi u o oegonko asuna, k omo o o igo lea ez delako
ze an zuzenki ki zika u beha , emaile ik e o bai akioke ene gia. An e-
na-sis ema a i izialek e abile a ani z au kez u di zake e; hala nola, e die-
oaleak ak iba zeko zelula o o ol aikoe an, OLEDak ga a zeko edo a la-
se e an aplika zeko [16-18]. Gaine a, sis ema mul ik omo o iko ho iek
moldako asun handia azal zen du e, haien diseinu e a sin esi ako k omo o-
o-mo a e a lo u a-kokapen desbe dinak auke a u ahal di elako.
h ps://doi.o g/10.1387/ekaia.23762 89
Kolo a zaile o oak iboen belaunaldi be ia
Ho i guz ia age ian uz eko, a gi alpen hone an e o kizun handiko kolo-
a zaile o oak iboen adibide ba zuk au kez en di a. Mul ik omo o oak e a-
zeko auke a u di en kolo a zaileak e odamina, pe ileno go ia e a bo o-di-
pi ome enoa (BODIPY) izan di a. Hi u kolo a zaileak egonko ak di a, e a
xu gapen- e a igo pen-banda sendoak di uz e e emu ikusgaian (2. i udia).
Gaine a, BODIPYa en xu gapen- e a igo pen-e emuak bo onda ez alda
dai ezke o dezka zaile desbe dinak xe a uz k omo o oa en egi u a mole-
kula ean [19]. O oko ean, BODIPY sinpleek kolo e be dea du e ingu u-
men-a gipean, e a ho ia i adia zen di enean, baina e az molda dai ezke
p opie a e o osikikoak bakoi za en nahie a a. Adibidez, amino aldeak
meso posizioan xe a uz ge o, kolo ea u dine a bi a zen da e a es i iloak a-
posizioe an e an siz ge o, aldiz, alde go i a le oka zen di a espek o-ban-
dak (2. i udia) [20]. Kolo e-modulazio ho i, bai e a ETa so zeko posibleak
di en gainja ze-espek alak kon uan ha u a, ene gia-emaile bezala meso-
aminoBODIPYa e a ja o izko BODIPYa (be dea) auke a u di a. Biko e- e a ja o izko BODIPYa (be dea) auke a u di a. Biko e-
kide ene gia-ha zaile bezala, aldiz, pe ileno go ia, a-es i ilBODIPYa e a
e odamina, hu enez hu en. Modu ho e an, e emu u din-la anja-go ia
(bp izenekoak) e a be de-go i-in ago i hu bila (bb izenekoak) es al zen
du en an enak lo u di a (2. i udia). An enak alde go i aino heda u nahi
izan di a, e adiazio-i u i sendo e a egonko ak ikusgaia en alde go ian
e a ba ez e e in ago i hu bilean oso in e esga iak di elako bio eknologia
e a elekomunikazio a loe an [21-23]. Izan e e, a gi mo a ho ek in e e en-
zia gu xiago e agi en di u ingu unea ekin, e a ondo ioz, a giak dis an zia
luzeagoak bidaia di zake. Ezauga i ho i onu aga ia da bioi u di gin za-es-
pa uan; izan e e, zunda luo eszen eak modu selek iboan ki zika u e a sen-; izan e e, zunda luo eszen eak modu selek iboan ki zika u e a sen-
iko asunez de ek a zea ahalbide zen du, bai e a zun za op ikoen ga ape-
ne a ziu a u e e. Ildo o oniko ho e a ik ja ai uz, be az, igo pen go ia
edo in ago i hu bila en zona ba uan igo zen duen mul ik omo o oa en
lase -po ae a (bb2) az e uko da.
Aldiz, e odamina e a BODIPYa en a ean osa u iko sis ema (b ,
2. i udia) ez da diseina u lase e a ako. Kasu ho e an, ETan oina i u ako
sen iko asun handiko pola i a e-sen so ea ga a zea izan da helbu ua. Izan
e e, e odaminak pola i a ea en a abe ako o eka kimiko be ezia e akus en
du. Ingu une apola e an, esa e ako, ka boxila o lak ona e a o ia e a u dai-
eke sis ema p-konjuga ua apu uz [24]. E odamina i BODIPYa e an siz
ge o, ETa en p ozesua en p obabili a ea ingu uneko pola i a ea en a abe a-
koa izango da, e a ho i e az e a e aginko asunez ja ai u ahal izango zaio
kolo ea i e epa a uz (begi-bis az zein ul amo e-lanpa a en azpian).
Be az, lan honen helbu ua kolo a zaile mul ik omo o iko ho ien po -
ae a az e zea izan da an ena-sis ema a i izial gisa baliaga iak di en
egiaz a zeko. Bide ba ez, kon uan ha u beha di en egi u a- ak o eak e e
(emaile, ha zaile, lo zaile mo a e a luze a, en i a e kopu ua e a ETa en me-
kanismoa) aipa uko di a, bai e a ETa ekin lehian dauden p ozesu o o isi-
90 Ekaia, 2023, 43, 85-100
Na alia Casado, Ainhoa Oliden-Sánchez, Edu ne A ellanal-Zaballa,
Rebeca Sola-Llano, Lei e Ga zia-Ri e o, Jo ge Bañuelos
koak e e (hala nola elek oi- ukea, eT). Izan e e, sis emen jokabide o o-
nikoa ak o e ho ien mende dago, e a kon uan izan beha di a, adibidez,
lase e a ako edo sen so ee a ako.
2. i udia. Az e u ako kolo a zaile mul ik omo o ikoen molekula-egi u ak (es-
kuinean) e a haien osagaiak di en ene gia-emaile e a -ha zaileak banaka (ezke-
ean). Ho ez gain, emailea en igo pen-banda en e a ha zailea en xu gapen-ban-
da en a eko gainja ze espek ala adie az en da.
2. an ena o oniKoaK LaSe e a aKo
2.1. an ena u din-la anja-go ia
2. i udian e akus en da aminoBODIPYak e a pe ileno go iak biko e
ap oposa osa zen du ela ETa sus a zeko, be en gaineza pen espek ala dela
e a. Ho i oina i za ha uz, aminoBODIPYa e a pe ileno go ia elka u
di a azken ho en mu u eko pe i-imida o dezka zailea en posizio ik, k o-
mo o o bakoi za en ni ogeno a omoen a eko lo zailea e ileno aldea iza-
nik [24]. Modu ho e an, k omo o oen a eko akoplamendu eszi onikoa
edo in e akzio e esonan ea ezinezkoak di a, e a k omo o o bakoi za en
ezauga i elek onikoak man en zen di a haien a eko lo u a kobalen ea
h ps://doi.o g/10.1387/ekaia.23762 91
Kolo a zaile o oak iboen belaunaldi be ia
izan a en. A e gehiago, ETa ez dago baimendu a e ileno lo zailean zeha ,
ez bai u ahalbide zen beha ezkoa den o bi alen a eko gainja mena. Be az,
k omo o oen a eko ETa beha uko bada, espazioan ge a u beha du nahi-
aez. Bi espezie ho iekin bp izeneko mul ik omo o o bi sin e iza u di a, e a
bion a eko desbe din asun baka a aminoBODIPY emailea en a-posizioe-
ako me ilazioa da.
Bi mul ik omo o o ho iek bi xu gapen-banda nagusi di uz e. Lehenen-
goa, espek o ikusgaia en e emu u dinean, aminoBODIPYa en ondo ioz;
hain jus u 400 nm-an age i da me ila u gabeko BODIPYa daukan egi u an,
bp2an, e a BODIPY me ila ua en kasuan, bp1ean, aldiz, uhin-luze a al-
uagoe an age i da, 425 nm-an, e a oso sendoa da me ilazioa en ondo ioz.
Biga ena, aldiz, e emu la anjan, 575 nm-an pe ilenoa en p esen zia dela
e a (3. i udia). Be az, k omo o oen a eko lo u a ap oposa da, oina izko
egi u a bakoi za en xu gapen-bandak man en zen di elako, e a ho en on-
do ioz xu gapen-e emua asko zabal zea lo u delako mul ik omo o oan,
banakako en i a een ba u a lo zen bai a.
3. i udia. bp1 e a bp2a en xu gapen- e a luo eszen zia-espek oak (ki zika-
pena, emailea en e emuan, be ega i g isa ekin naba mendu a) disoluzio dilui ue-
an (e il aze a o an, 2 μM). Simulazio kuan ikoen bidez oina izko egoe an kalku-
la u ako k omo o oen a eko dis an zia e e (7.2 Å) adie az en da ezke aldean.
Fluo eszen zia-espek oei dagokienez, banda baka a hau ema en da
ikusgaia en e emu go ian, be din ki zikapena aminoBODIPYa en xu ga-
pen-e emuan edo pe ilenoa zuzenean ki zika uz ge a zen bada e e (3. i u-
dia). Ho ela, ene gia-emailea den espeziea, aminoBODIPYa, ki zika uz
ge o, ha i dagokion igo pen-banda oso ahula da (420-450 nm ingu uan), e a
pe ilenoa ena naba menki nagusi zen da 610 nm-an. Ge ae a ho ek a gi
92 Ekaia, 2023, 43, 85-100
Na alia Casado, Ainhoa Oliden-Sánchez, Edu ne A ellanal-Zaballa,
Rebeca Sola-Llano, Lei e Ga zia-Ri e o, Jo ge Bañuelos
e a ga bi adie az en du sis ema molekula a en ba nean ETa e aginko a
dela (% 100 ingu u); alegia, ia guz iz desage zen da a minoBODIPYa en
igo pena, e a pe ilenoa ena inda u egi en da, azken ho i zeha ka ki zika-
u a e e. Aipa zekoa da ETa en e aginko asun ho i kolo a zailea en kon-
zen azio oso baxua (μM eskalan) e abili a en lo zen dela. Izan e e, ba-
nakako en i a ee an (lo u a ik gabeko sis eme an) an zeko ET-e ekinak
lo zeko, emaile e a ha zailea en kon zen azioak naba men handi u beha
di a (mM ingu u, 1000 aldiz gehiago) edo bi espezieak ma ize solido ba-
ean kon ina u beha di a ( o osin esian ge a zen den bezala) haien a eko
dis an zia mu iz eko. Be az, kasu hone an, bi oina izko egi u en a eko
lo u a kobalen eak dis an zia asko mu iz en du (7.2 Å, 3. i udia) e a, nahiz
e a kolo a zaileen kon zen azioa baxua izan, ETa en e ekina handi u egi-
en da.
Nahiz e a bi konposa uek an ena-izae a an zekoa izan, luo es zen zia-
ahal men desbe dina du e (3. i udia). bp2ak ahalmen luo eszen e inda -
sua du (% 90 ingu uko e ekina ekin, pe ileno go i askea en pa ekoa),
baina emailea en me ilazioak (bp1) e aginko asun ho i ia e di a jais en du
(% 50). Ho ek adie az en du ETaz gain pe ilenoa en igo pena mu iz en
duen p ozesu gehiga i ba ge a zen dela. Simulazio mekanokuan ikoek
e akus en du enez, k omo o oen LUMO (Lowes Unoccupied Molecula
O bi al) o bi alek ETa ge a zea ahalbide zen du e bi kasue an (4. i udia).
Hain zuzen e e, bp1 e a bp2an LUMO+1 o bi ala aminoBODIPY emai-
lean koka zen da selek iboki, e a aldiz LUMO o bi ala pe ileno ha zailean
(4. i udia). Be az, emailea ki zika zean ETa en p ozesua ene ge ikoki bai-
mendu a dago (LUMO+1 → LUMO). HOMOei (Highes Occupied Mo-
lecula O bi al) dagokienez, aldiz, eu en den si a e elek onikoa en dis-
ibuzioa e a kokapen ene ge ikoa naba men alda zen da aminoBODIPYa
me ila zen denean (4. i udia). Me ilo ik gabe (bp2), HOMO pe ileno ha -
zailean age zen da, e aHOMO-1, be iz, aminoBODIPY emailean. Hau
da, espe o zen o bi alen an olake a, non aminoBODIPYa en o bi al mo-
lekula ek ez bai u e inolako e aginik pe ilenoa en o bi ale an e a azken
ho en emisioa ez bai ago oz opa u a, e a luo eszen zia-seinale ahal sua
e akus en du e (LUMO → HOMO). Me iloak e ans ean (bp1), o dea, be-
e a dauden o bi alen an olake a kon akoa da. Hau da, o ain HOMO ami-
noBODIPY emailean age zen da, e a HOMO-1 pe ileno ha zailean.
Bes e e a ba ean esanda, a-me ilazioak aminoBODIPYa en o bi alen ene -
gia igo zen du, e a pe ilenoen o bi alen ene gia-mailen a ean koka zen
da. Egoe a ene ge iko ho e an, e a pe ilenoa ki zika u os ean, zuzenki
(HOMO-1 → LUMO) edo ETa dela medio, aminoBODIPYak elek oi ba
eman diezaioke e di be e a ge a zen den pe ilenoa en o bi ala i ( e modi-
namikoki bide aga ia den HOMO → HOMO-1). Ki zikapenak e agin-
dako elek oi- ans e en zia ho ek (eT) luo eszen zia bidezko desak iba-
zioa (LUMO → HOMO-1) oz opa zen du, e a igo pen-e ekina naba menki
jais en du bp1ean. Be az, aminoBODIPYak ene gia-emaile zein elek oi-
h ps://doi.o g/10.1387/ekaia.23762 93
Kolo a zaile o oak iboen belaunaldi be ia
emaile bezala joka dezake, e a azken ahalmen ho i me ilo o dezka zaileen
bidez kon ola dai eke. Labu bilduz, an ena luo eszen eak ga a zeko, ene -
gia-emaile gisa joka uko duen espezieak izae a elek oi-emailea ez eduki-
zea nahiago da, luo eszen zia desak iba zen di uz en eT p ozesuak ekidi-
eko.
4. i udia. Kimika konpu azionala en bidez kalkula u ako an sizio elek onikoe-
an pa e ha zen du en o bi al molekula en banake a ene ge ikoa aminoBODIPY
e a pe ileno go iz osa u iko mul ik omo oe an. H le ak be e a dagoen ene gia al-
ueneko o bi ala (HOMO) adie az en du, e a L le ak, aldiz, hu sik dagoen ene gia
baxueneko o bi ala (LUMO).
2.2. an ena be de-go i-in ago i hu bila
Au eko an ena en jokabide o onikoa egokia dela egiaz a u da. Ho-
e an oina i uz, an ena be iak ga a zeko asmoz, in e esga ia li za-
eke xu gapena e a igo pena uhin-luze a al uagoe a a le oka zea. Izan
e e, leiho biologikoa e a « elekom» leihoa 650 nm- ik go a has en di a,
hau da, in ago i hu bilean. Ho i lo zeko, p-heda u ako egi u a du-
en BODIPYak auke a u di a ene gia-ha zaile e a -igo le bezala (2. i u-
dia, bb sis emak) [18]. Mul ik omo o oan ja o izko BODIPYa auke a u
da ene gia-emaile bezala, e a ho elako egi u a be dinak e an si zaizkio
a- es i ilBOIPYa i (ene gia-ha zailea) beheko bi enilo aldee an (bb1
emaile/ha zaile e lazioa = 2/1). Gaine a, emailea en kopu ua en e agina
az e zeko, bes e sis ema ba e e p es a u da emaile-molekula gehiago gehi-
uz a-es i ilBOIPYa en mu u e ako bes e bi eniloe an (bb2, emaile/ha -
zaile e lazioa = 4/1).
100 Ekaia, 2023, 43, 85-100
Na alia Casado, Ainhoa Oliden-Sánchez, Edu ne A ellanal-Zaballa,
Rebeca Sola-Llano, Lei e Ga zia-Ri e o, Jo ge Bañuelos
[16] nE P o M n y A s h c h i i , A.B., BA d , A.J. 2012. «Elec ochemis y and elec oge-
ne a ed chemiluminescence o BODIPY dyes». Acc. Chem. Res. 45, 1844-
1853.
[17] BE s s E T T E , A., hA n A n , G.S. 2014. «Design, syn hesis and pho ophysical s u-
dies o dipy ome hene-based ma e ials: insigh s in o hei applica ions in o -
ganic pho o ol aic de ices». Chem. Soc. Re . 43, 3342-3405.
[18] A E l l A n A l -ZA B A l l A , E., E n T u A , J., GA T Z i A - i E o , l., BA ñ u E l o s , J.,
GA c i A -Mo E n o , i., u i E l , c., Gó M E Z , A.M., ló P E Z , J.C. 2019. «Towa ds
e icien and pho os able ed-emi ing pho onic ma e ials based on symme-
ic all-BODIPY- iads, pen ads, and -hexads». Chem. Eu . J. 25, 14959-
14971.
[19] Bo E n s , n., E B E l E n , B., o T i Z , M.J., Ji A o , l., dE h A E n , W. 2019. «Syn he-
sis o BODIPY dyes h ough pos unc ionaliza ion o he bo on dipy ome-
hene co e». Coo d. Chem. Re . 399, 213024.
[20] BAñuElos, J. 2016. «BODIPY dye, he mos e sa ile luo opho e e e ?».
Chem. Rec. 16, 335-348.
[21] Zh u , s., Ti A n , ., An T A i s , A.l., ch E n , X., dA i , H. 2019. «Nea -in a ed-II
molecula dyes o cance imaging and su ge ys». Ad . Ma e . 31, 1900321.
[22] wA n G , w., hE, X., du, M., XiE, c., Zh o u , w., hu A n G , w., A n , Q. 2021.
«O ganic luo opho es o 1064 nm exci ed NIR-II luo escence imaging».
F on . Chem. 9, 769655.
[23] wu, J., sh i , Z., Zh u , l., li, J., hA n , X., Xu, M., hA o , s., A n , y., sh A o , T.,
BA i , h., PE n G , B., hu, w., liu, X., yA o , c., li, l., hu A n G , W. 2022. «The
design and bioimaging applica ions o NIR luo escen o ganic dyes wi h
high b ig hness». Ad . Op . Ma e . 10, 2102514.
[24] A EllAnAl-ZABAllA, E., du án-sAMPEd o, G., P iETo-cAsTAñEdA, A.,
AG A A B E i T i A , A. ., GA c í A -Mo E n o , i., ló P E Z -A B E l o A , i., BA ñ u E l o s , J.,
o T i Z , M.J. 2017. «Ra ional molecula design enhancing he pho onic pe -
o mance o ed-emi ing pe ylene bisimide dyes». Phys. Chem. Chem. Phys.
19, 13210-13218.
[25] GA TZiA- i E o, l., yu, h., BAñuElos, J., lóPEZ-A BEloA, i., cosTElA,
A., GA c í A -Mo E n o , i., Xi A o , Y. 2013. «Pho ophysical and lase p ope -
ies o casse es based on a BODIPY and hodamine pai ». Chem. Asian J. 8,
3133-3141.
[26] sc h A E , F.P. 1990. Dye lase s. Sp inge -Ve lag, Be lin.
