Theoretical spectroscopic study of the conjugate microcystin-LR-europium cryptate

Abstract

In this work, theoretical tools were used to study spectroscopic properties of the conjugate microcystin-LR-europium cryptate. The Sparkle/AM1 model was applied to predict the geometry of the system and the INDO/S-CIS model was used to calculate the excited state energies. Based on the Judd-Ofelt theory, the intensity parameters were predicted and a theoretical model based on the theory of the 4f-4f transitions was applied to calculate energy transfer and backtransfer rates, radiative and non-radiative decay rates, quantum efficiency and quantum yield. A detailed study of the luminescent properties of the conjugate Microcystin-LR-europium cryptate was carried out. The results show that the theoretical quantum yield of luminescence of 23% is in good agreement with the experimental value published. This fact suggests that this theoretical protocol can be used to design new systems in order to improve their luminescence properties. The results suggest that this luminescent system may be a good conjugate for using in assay ELISA for detection by luminescence of the Microcystin-LR in water.

Translated abstract

Neste trabalho, ferramentas teóricas foram utilizadas no estudo de propriedades espectroscópicas do conjugado microcistina-LR-criptato de európio. O modelo Sparkle/AM1 foi aplicado na previsão da geometria do sistema e o modelo INDO/S-CIS foi utilizado no cálculo das energias dos estados excitados. Os parâmetros de Intensidade foram previstos baseados na teoria Judd-Ofelt e o modelo teórico baseado na teoria das transições 4f-4f foi aplicado no cálculo das taxas de transferência e de retrotransferência de energia, taxas de decaimento radiativo e não radiativo, eficiência e rendimento quânticos. Um estudo detalhado das propriedades luminescentes do conjugado microcistina-LR-criptato de európio foi realizado. Os resultados mostram que o rendimento quântico teórico de 23% está em bom acordo com valores experimentais publicados. Este fato sugere que este protocolo teórico pode ser usado para a concepção de novos sistemas objetivando melhorar as propriedades luminescentes. Os resultados sugerem que este sistema luminescente pode ser um bom conjugado para ser usado no teste ELISA para detecção por fluorescência da microcistina-LR em água.