We introduce herein boron-dipyrromethene (BODIPY) dyes as a new class of fluorophores for the design of reporter dyes for supramolecular host–guest complex formation with cucurbit[7]uril (CB7). The BODIPYs contain a protonatable aniline nitrogen in the meso-position of the BODIPY chromophore, which was functionalized with known binding motifs for CB7. The unprotonated dyes show low fluorescence due to photoinduced electron transfer (PET), whereas the protonated dyes are highly fluorescent. Encapsulation of the binding motif inside CB7 positions the aniline nitrogen at the carbonyl rim of CB7, which affects the pKa value, and leads to a host-induced protonation and thus to a fluorescence increase. The possibility to tune binding affinities and pKa values
is demonstrated and it is shown that, in combination with the beneficial photophysical properties of BODIPYs, several new applications of host–dye reporter pairs can be implemented. This includes indicator displacement assays with favourable absorption and
emission wavelengths in the visible spectral region, fluorescence correlation spectroscopy, and noncovalent surface functionalization
with fluorophores.
We introduce a method to determine the number of accessible functional groups on a polymer microsphere surface based on the interaction between the macrocyclic host cucurbit[7]uril (CB7) and a guest reacted to the microsphere surface. After centrifugation, CB7 in the supernatant is quantified by addition of a fluorescent dye. The difference between added and detected CB7 affords the number of accessible surface functional groups.
Polypropylene supports were functionalized by plasma-deposition of polymeric allylamine layers. The surface amino groups generated were wet-chemically reacted with xanthene dyes resulting in fluorescent polymer films. The effect of polymer-attachment of the dyes on their emission features was studied fluorometrically and different methods were tested to improve the fluorescence properties of the films. Modification with cucurbit[6]uril (CB6) yields a moderately enhanced fluorescence as well as an improved photostability. The observed effect is most likely due to CB6-induced rigidization of the linker molecules which seems to reduce fluorescence quenching dyedye and fluorophoresurface interactions.
Plasmapolymerisierte Allylaminschichten (50 nm) wurden auf Polypropylenfolien abgeschieden. Die auf diese Weise generierte NH2-funktionalisierte Polymeroberfläche wurde mit Xanthen-Fluorophoren chemisch umgesetzt. Da die Farbstoff-gekoppelten Folien nur geringe Fluoreszenz aufwiesen, wurden zwei Wege zur möglichen Entkopplung der Farbstoffe von der Oberfläche und damit zur Erhöhung der Fluoreszenzintensität getestet. Als erstes wurde ein Spacer durch die Umsetzung der primären Aminogruppen mit Glutaraldehyd und der nachfolgenden Kettenverlängerung mit Diaminohexan eingeführt. Diese nachfolgende Reaktion ergab eine spacergebundene NH2-Oberfläche, die analog der Allylaminschicht mit den Farbstoffen umgesetzt wurde. Als weiterer Weg wurde der Zusatz einer geeigneten Käfigverbindung, des Cucurbit[6]urils, getestet. Die spacergebundenen und zusätzlich mit Cucurbituril modifizierten aminofunktionellen Oberflächen zeigten nach der Farbstoffankopplung eine verbesserte Fluoreszenzintensität.