TY - JOUR A1 - Wang, Cui A1 - Otto, S. A1 - Dorn, M. A1 - Kreidt, E. A1 - Lebon, J. A1 - Sršan, L. A1 - Di Martino-Fumo, P. A1 - Gerhards, M. A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Seitz, M. A1 - Heinze, K. T1 - Deuterated molecular ruby with record luminescence quantum yield N2 - The recently reported luminescent chromium(III) complex 13+ ([Cr(ddpd)2]3+; ddpd=N,N’-dimethyl-N,N’-dipyridine-2-yl-pyridine-2,6-diamine) shows exceptionally strong near-IR emission at 775 nm in water under ambient conditions (F=11%) with a microsecond lifetime as the ligand design in 13+ effectively eliminates non-radiative decay pathways, such as photosubstitution, back-intersystem crossing, and trigonal twists. In the absence of energy acceptors, such as dioxygen, the remaining decay pathways are energy transfer to high energy solvent and ligand oscillators, namely OH and CH stretching vibrations. Selective deuteration of the solvents and the ddpd ligands probes the efficiency of these oscillators in the excited state deactivation. Addressing these energytransfer pathways in the first and second coordination sphere furnishes a record 30% quantum yield and a 2.3 millisecond lifetime for a metal complex with an earth-abundant metal ion in solution at room temperature. The combined fundamental insights will pave the way for selective design strategies in the field of luminescent complexes with earth-abundant metal ions. KW - Record luminescence quantum yield KW - Phorsphorescence KW - Cr-complex KW - Lifetime PY - 2018 U6 - https://doi.org/10.1002/ange.201711350 U6 - https://doi.org/10.1002/anie.201711350 SN - 1521-3773 VL - 57 IS - 4 SP - 1112 EP - 1116 PB - Wiley-VCH Verlag & Co. KGaA CY - Weinheim AN - OPUS4-45085 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wang, Cui A1 - Otto, S. A1 - Dorn, M. A1 - Kreidt, E. A1 - Lebon, J. A1 - Sršan, L. A1 - Di Martino-Fumo, P. A1 - Gerhards, M. A1 - Seitz, M. A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Heinze, K. T1 - Deuterierter molekularer Rubin mit Rekord-Lumineszenzquantenausbeute N2 - Der kürzlich publizierte Chrom(III)-Komplex 13+([Cr(ddpd)2]3+) zeigt in wässriger Lösung unter Umgebungsbedingungen eine bemerkenswert starke Emission im nahen Infrarot-Bereich mit einer Emissionswellenlänge von 775 nm. Geschicktes Ligandendesign verhindert strahlungslose Desaktivierungsprozesse wie Photosubstitution, Rück-Intersystem-Crossing und trigonale Verzerrungen und führt damit zu einer Phosphoreszenzlebensdauer im Bereich von Mikrosekunden. In Abwesenheit von Energieakzeptoren wie molekularem Sauerstoff verbleibt nur Energietransfer zu hochenergetischen Oszillatoren der Liganden und Lösungsmittelmoleküle wie beispielsweise OH- und CH-Streckschwingungen als Desaktivierungspfad. Selektive Deuterierung der ddpd-Liganden und der Lösungsmittel l-sst die Effizienz dieser Oszillatoren bei der Desaktivierung angeregter Zustände erkennbar werden. Gezieltes Ausschalten dieser Relaxationspfade führt zu einer Quantenausbeute von 30% und einer Lebensdauer von 2.3 Millisekunden bei Raumtemperatur in Lösung – Rekordwerte für einen Komplex, der auf dem Element Chrom basiert. Diese fundamentalen Erkenntnisse ebnen den Weg für gezieltes Ligandendesign zur Synthese lumineszierender Komplexe mit gut verfügbaren Übergangsmetallen. KW - Cr(III)-Komplex KW - Rekord Luminescence Quantum Ausbeute KW - Abklingzeit PY - 2018 U6 - https://doi.org/10.1002/ange.201711350 SN - 1521-3757 VL - 130 IS - 4 SP - 1125 EP - 1130 PB - Wiley-VCH Verlag & Co. KGaA CY - Weinheim AN - OPUS4-45086 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wang, Cui A1 - Otto, S. A1 - Dorn, M. A1 - Heinze, K. A1 - Resch-Genger, Ute T1 - Luminescent TOP nanosensors for simultaneously measuring temperature, oxygen, and pH at a single excitation wavelength N2 - Two nanosensors for simultaneous optical measurements of the bioanalytically and biologically relevant analytes temperature (“T”), oxygen (“O”), and pH (“P”) have been designed. These “TOP” nanosensors are based on 100 nmsized silica-coated polystyrene nanoparticles (PS-NPs) doped with a near-infrared emissive oxygen- and temperature-sensitive chromium(III) complex ([Cr(ddpd)2][BPh4]3, CrBPh4) and an inert reference dye (Nile Red, NR or 5,10,15,20tetrakis(pentafluorophenyl) porphyrin, TFPP) and are covalently labeled with pHsensitive fluorescein isothiocyanate (FITC). These emitters can be excited at the same wavelength and reveal spectrally distinguishable emission bands, allowing for ratiometric intensity-based and time-resolved studies in the visible and near-infrared wavelength region. Studies in PBS buffer solutions and in a model body liquid demonstrate the applicability of these nanosensors for the sensitive luminescence readout of TOP simultaneously at the same spatialposition. KW - Medical diagnostics KW - Sensor KW - Nanoparticle KW - Fluorescence KW - Nanosensor KW - Oxygen KW - Temperature KW - pH KW - Ratiometric KW - Lifetime KW - NIR KW - Cr(III) complex KW - Dye KW - FITC KW - Environment PY - 2019 U6 - https://doi.org/10.1021/acs.analchem.8b05060 SN - 0003-2700 VL - 91 IS - 3 SP - 2337 EP - 2344 PB - ACS AN - OPUS4-47455 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -