A consencuencia de la naturaleza no invasiva de la luz, los métodos basados en fluorescencia han adquirido un rol fundamental para la compresión de los procesos biológicos, comprendiendo desde el estudio de procesos celulares hasta la identificación de estructuras subcelulares. Recientemente, la microscopía de absorción de dos fotones ha experimentado un gran desarrollo en este campo, principalmente debido al uso de longitudes de onda de excitación de menor energía y a un mayor poder de penetración en tejidos. Debido a todo esto, el diseño y desarrollo de nuevos compuestos con aplicación para bioimagen con microscopía de absorción de 2P constituye un desafío para la investigación en la actualidad. En esta tesis, en primer lugar, se presentan nuevos derivados de indoleninas e indoleninios concebidos para su uso en microscopía de absorción de 2P. Estos diseños moleculares se caracterizan por su flexibilidad sintética y por demostrar propiedades fotofísicas adecuadas para su aplicación en biomagen con microscopía de absorción de 2P. La versatilidad de su diseño permite una adaptación buena para diversos fines a través de modificaciones estructurales sencillas y eficientes.
Por otro lado, se presenta una estrategia que permite acceder a una mayor resolución tridimensional, la cual es una desventaja de la microscopía de 2P si se compara con técnicas que involucren más fotones de manera simultánea, en las que el confinamiento del volumen de excitación es mucho mayor. Esta estrategia consiste en enlazar dos procesos mediados por absorción de 2P dentro de una misma molécula. En condiciones ideales, este sistema daría lugar a una dependencia cuártica de la luz con la intensidad de la fuente de excitación, típica de compuestos con capacidad para absorción de cuatro fotones y proporcionando así una mejora en la resolución tridimensional.
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