A strategy for the rational design of a new optical sensor material for the selective recognition of long-chain carboxylates in water is presented. The approach relies on the combination of structure-property relationships to single out the optimal molecular sensor unit and the tuning of the sensing characteristics of an inorganic support material. A spacer-substituted 7-urea-phenoxazin-3-one was employed as the signaling moiety and a mesoporous trimethylsilylated UVM-7 (MCM-41 type) material served as the solid support. The sensor material shows the advantageous features of both modules that is absorption and emission in the visible spectral range, a fluorescence red-shift and enhancement upon analyte coordination, and the amplification of noncovalent (binding) and hydrogen-bonding (recognition) interactions in the detection event. Besides these basic results that are related to the design and performance of the sensor material, the paper discusses general aspects of amido-substituted phenoxazinone photophysics and addresses some general features of molecular anion recognition chemistry in aqueous vs nonaqueous media, utilizing steady-state and time-resolved optical as well as NMR spectroscopies. Detailed studies on potentially competing biochemical species and a first access to the schematic model of the response of the sensor material as obtained by a combination of fluorescence lifetime distribution analysis and Langmuir-type fitting of the gross binding constants complement the key issues of the paper.
A new class of boron-dipyrromethene (BDP or BODIPY) dyes was obtained by phenanthrene fusion to the β-pyrrole positions, absorbing in the wavelength range of important laser sources. Despite a 'propeller-like' distorted structure in the crystalline state, the chromophore absorbs (log ε ≥ 5) and fluoresces (Φf ≥ 0.8) strongly and can be easily turned into a fluorescence light-up probe. Incorporation into latex beads produces bright and photostable single-dye and Förster Resonance Energy Transfer (FRET) particles for microscopy applications.
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.