Autoextinction de la fluorescence et de l'absorption triplet-triplet de l'hypericine dans des liposomes de dipalmitoylphosphatidylcholine

Application à l'étude de la diffusion intervésiculaire de l'hypericine

Laboratoire de photochimie, Université Joseph-Fourier Grenoble, BP 68, 38402 Saint-Martin-d'Hères Cedex, France.

Résumé

L'hypéricine est un bon photosensibilisateur d'oxygène singulet dans des liposomes de dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) utilisés comme modèle membranaire. Afin de mieux comprendre le mécanisme d'action de l'hypéricine dans ce milieu, le présent mémoire a pour objet l'étude de l'autoextinction des premiers états excités, singulet et triplet, de ce pigment.

A partir des expériences réalisées sur l'extinction de la fluorescence et de l'absorption triplet-triplet deux mécanismes sont proposés pour interpréter les résultats :

- un mécanisme d'extinction bimoléculaire (dynamique) avec des constantes de vitesse :

¹k_A = 2.10⁹ M^-1.s^-1 pour l'état excité singulet

³k_A = 6,5.10⁴ M^-1.s^-1 pour l'état excité triplet

- un mécanisme d'extinction statique provoqué par une interaction coulombienne à longue distance.

Les liposomes pouvant être des vecteurs pour amener des médicaments sur leur site d'action, le phénomène d'autoextinction de la fluorescence a été utilisé pour étudier la diffusion intervésiculaire de l'hypéricine. Les constantes de vitesse d'échange de cette molécule entre deux liposomes ont été mesurées :

k_{e c h} = 3,3.10^-4 s^-1 à 20°C et k _{e c h} = 9,2.10^-4 s^-1 à 50°C.

Abstract

Liposomes of dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) have been employed as model systems for the study of the singlet oxygen formation sensitized by hypericin in membranes. In order to better understand the molecular mechanism of action of hypericin, the present communication provides some quantitative information on the self quenching of the excited singulet and triplet states of this hydrophobic dye in vesicles.

From the results obtained in measurements of the quenching of the fluorescence and the triplet-triplet absorption two mechanisms were proposed :

- a dynamic quenching mechanism with the bimolecular rate constants :

¹k_A = 2.10⁹ M^-1.s^-1 for the singlet excited state

³k_A = 6,5.10⁴ M^-1.s^-1 for the triplet excited state

- a static quenching mechanism where a long range coulombic interaction is believed to occur.

The liposomes beeing potential drug delivery vehicles, the self quenching of the fluorescence has been used as a tool to study the intervesicular diffusion of hypericin. From our experiments it was deduced the rate constants of the exchange of this molecule between two liposomes :

k_{e c h} = 3.3.10^-4s^-1 at 20°C and k_{e c h} = 9,2.10^-4 s^-1 at 50°C.