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- Elektrochemilumineszenz (3) (entfernen)
Organisationseinheit der BAM
A luminescent molecular switch in which the active thiol/disulfide switching element is attached to a meso-phenyl-substituted boron-dipyrromethene (BDP) chromophore as the signalling unit is presented. The combination of these two functional units offers great versatility for multimodal switching of luminescence: 1) deprotonation/protonation of the thiol/thiolate moiety allows the highly fluorescent meso-p-thiophenol-BDP and its nonfluorescent thiolate analogue to be chemically and reversibly interconverted, 2) electrochemical oxidation of the monomeric dyes yields the fluorescent disulfide-bridged bichromophoric dimer, also in a fully reversible process, and 3) besides conventional photoexcitation, the well separated redox potentials of the BDP also allow the excited BDP state to be generated electrochemically (i.e., processes 1) and 2) can be employed to control both photo- and electrochemiluminescence (ECL) of the BDP). The paper introduces and characterizes the various states of the switch and discusses the underlying mechanisms. Investigation of the ortho analogue of the dimer provided insight into potential chromophore-chromophore interactions in such bichromophoric architectures in both the ground and the excited state. Comparison of the optical and redox properties of the two disulfide dimers further revealed structural requirements both for redox switches and for ECL-active molecular ensembles. By employing thiol/disulfide switching chemistry and BDP luminescence features, it was possible to create a prototype molecular ensemble that shows both fully reversible proton- and redox-gated electrochemiluminescence.
Die Kombination aus elektrogenerierter Chemilumineszenz (ECL) und Aptamer-gesteuerter Indikatorfreisetzung (gAID) aus magnetischen mesoporösen Silica-Nanopartikeln, die in mit Poly(ethylenglycol) und N-(3-Triethoxysilylpropyl) diethanolamin funktionalisiertes Glasfaserpapier eingebettet sind, ermöglichte die Entwicklung eines Schnelltests, mit dem sich Penicillin direkt in verdünnter Milch bis auf 50 +/- 9 ppt in <5 min nachweisen lässt. Die kovalente Bindung der Aptamer-Kappe an das Siliciumdioxid-Gerüst ermöglichte den Verschluss der Poren durch nicht-kovalente elektrostatische Wechselwirkungen mit Oberflächen-Aminogruppen. Die Bindung von Penicillin führte zu einer Faltung des Aptamers, wodurch der zuvor in das Material geladene ECL-Reporter Ru(bpy)32+ freigesetzt wurde und nach lateralem Fluss von einer Smartphone-Kamera nach elektrochemischer Anregung mit einer in einen 3D-gedruckten Halter eingesetzten Siebdruckelektrode detektiert wird. Der Ansatz ist einfach, generisch und bietet Vorteile hinsichtlich Empfindlichkeit, Messunsicherheit und Robustheit gegenüber konventioneller Fluoreszenz- oder elektrochemischer Detektion, insbesondere für Point-of-Need-Analysen anspruchsvoller Matrices und Analyten im Ultraspurenbereich.