Komplex základního stavu mezi methylviologenem a fluorescenčním bělícím činidlem 4,40 -bis(2-sulfostyryl)-bifenyl disodná sůl: studie fluorescenční spektroskopie

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Emily J. Armstrong, Henry Galas, R. Stephen Wylie, Shiva Zohrehvand, Jan van Stam a Christopher H. Evans

Abstraktní:Tato studie zkoumá zhášení aniontové fluorescenceběleníNFW, různými látkami, včetně methyl viologenu (MV), ve vodě a v přítomnosti beta-cyklodextrinu (b-CD). Výsledky afluorescenceje prezentováno spektroskopické vyšetření systému b-CD–NFW. Bylo zjištěno, že NFW tvoří 1:1 inkluzní komplex s b-CD s asociační konstantou 2540 6 380 M1. Přiložený NSFWfluorescenčnístav je chráněn dutinou b-CD před řadou zhášedel na vodní bázi (neutrální, aniontové a kationtové). U testovaných zhášedel s výjimkou dikačního MV probíhá zhášení blízko limitu řízeného difuzí ve vodě. Methyl viologen je extrémně účinný zhášeč NFW fluorescence s nominální hodnotou KSV 5.0 103 M1 pouze ve vodě, což odpovídá nominálnímu kq ~4 * 1012 M-1 s {{ 9}}, která v tomto rozpouštědle překračuje limit řízený difuzí. Účinnost zhášení MV je silně potlačena v přítomnosti 10 mM b-CD (KSV=105 6 12 M1) a v přítomnosti NaCl (KSV=106 6 9 M1 při 0,5 M soli). V nepřítomnosti CD nebo soli je v systému MV silný příspěvek statického zhášení; přítomnost těchto přísad potlačuje statické zhášení. Různé výsledky naznačují, že statické zhášení je způsobeno tvorbou komplexu základního stavu mezi dianiontem NFW a dikcí MV.

klíčová slova:cyklodextrin, fluorescenčníběleníčinidlo, distyrylbifenyl,fluorescencezhášení, methyl viologen, základní komplex.

cistancheje složkou pro bělení pokožky

1. Úvod

FluorescenčníběleníČinidla (FWA) 1–6 – také známá jako optické zjasňovače – jsou organické sloučeniny, které přeměňují část ultrafialové spektrální oblasti na viditelné modré světlo. FWAmá aplikace v různých průmyslových odvětvích, jako je textil, papír, detergenty, plasty a nátěry. Optické zjasňovače fluoreskují při vystavení UV lampě a často se používají jako indikátory, např. pro monitorování stejnoměrnosti a vad plastových laminátů. Hlavní komerční optické zjasňovače jsou založeny na třech chemických strukturních strukturách: stilben, kumarin a pyrazolin.

V této studii je primární molekulou zájmu fluorescenceběleníčinidlo 4,40-bis(2-sulfostyryl)-bifenyl disodná sůl (NSFW). NSFW (schéma 1) je členem substituované styrylbifenylové (DSBP) rodiny FWA, které jsou vysocefluorescenční vtrans izomerní forma.7 Jako deriváty stilbenu podléhají DSBP fotoindukované trans-cis izomeraci, která způsobuje celkový pokles intenzity fluorescence.5,7 DSBP, jako je NFW, také podléhají fotodegradaci, což je jak průmyslový, tak ekologický problém. .8–11

Je dobře známo, že komplexace organického hosta acyklodextrinovým hostitelem, jako je b-cyklodextrin (b-CD), může být použita ke kontrole termochemické12 i fotochemické13–15 reaktivity. Je také dobře známo, že komplexace pomocí cyklodextrinů (CD) izoluje hosta od reaktivních druhů, jako jsou excitované statekvenátory (např. O2), přítomné ve vodném objemovém médiu.15,16Proto komplexace chromoforů podobných stilbenu hostitelskými molekulami, jako je Očekává se, že CD sníží rozsah fotoizomerizace17 a omezí fotodegradaci.

Cyklodextriny6,7 získaly velkou pozornost pro svou schopnost vytvářet komplexy hostitel-host18 a pro jejich potenciální využití jako stavebních bloků pro supramolekulární struktury.19,20 CDs jsou cyklické oligosacharidy ve tvaru torusu obsahující 6–12 glukózových jednotek spojených dohromady {{ 9}},4 glykosidické vazby. Nejběžnější a dobře prostudované CD jsou a-CD, b-CD a c-CD, které se skládají ze šesti, sedmi a osmi glukopyranózových jednotek, v tomto pořadí.

Naším dlouhodobým cílem je vyhodnotit CD jako možný nástroj ke zlepšenífluorescenčnívýkonnost NFW a příbuzných sloučenin, jakož i omezení jejich fotodegradace. Prvním krokem k tomuto cíli je zjistit, zda existuje významná asociace mezi NFW a CD. V tomto článku uvádíme studii interakce b-CD s molekulou FWA typu DSBP, Uvitex (NFW). Použili jsme fluorescenční spektroskopii k vyhodnocení asociace NFW s b-CD ve vodě, stejně jakofluorescencezhášení NFW neutrálními a nabitými zhášeči, aby se dále prozkoumala interakce mezi fluoroforem a b-CD dutinou. V průběhu zhášecích experimentů jsme zjistili, že jeden ze zhášečů, methyl viologen (MV), se choval neočekávaným způsobem. Důležitým cílem tohoto článku je proto prozkoumat tento neočekávaný jev zhášení. Schopnost b-CD zlepšit výkon NFW bude předmětem následné zprávy z naší laboratoře.

cistanche kulturistika

2. Materiály a metody

2.1. Materiály

- Hydrát cyklodextrinu (99,5 procent), NaI (99,9 procent), CsBr, sukcinamid (98 procent), MV a 99,8 procent čistý ACS spektrofotometrický dimethylformamid (DMF) byly všechny produkty Aldrich. Chlorid sodný a dusičnan draselný byly třídy AnalR od BDH. Fluorescenčníběleníagent NFW (poskytován jako roztok NFW v 25% DMSO ve vodě) laskavě daroval Ciba Geigy, Kanada. ACSgrade dimethylsulfoxid (DMSO) byl od Fisher Scientific. Všechny tyto látky byly použity tak, jak byly dodány. Destilovaná voda byla deionizována iontoměničovým filtračním systémem Milli-Q (academic model V2.04, Millipore).

2.2. příprava vzorků

2.2.1. NFW akcie

Zásobní roztoky vzorků NFW byly připraveny rozpuštěním neředěného zásobního roztoku NFW ve vodě za získání koncentrace 200 lM NFW. Tento zásobní roztok byl poté míchán přes noc a zředěn vodou za vzniku vodných zásobních roztoků NFW o koncentraci 0,2 1M a 0,1 1M, v daném pořadí. Dále byly připraveny 10 mM zásobní roztoky b-CD navážením vhodného množství b-CD do odměrných baněk a jejich zředěním vhodným zásobním roztokem NFW. Ty byly následně zředěny vhodnou zásobou NFW, aby se získaly roztoky s konstantní koncentrací NFW, ale s požadovanou variabilní koncentrací b-CD.

2.2.2. Zhášecí zásoby

Vhodné zásobní roztoky zhášedel (NaI, NaCl, CsBr, EDTA, sukcinamid, MV a KNO3) v rozmezí 0–1 M byly připraveny těsně před použitím. Mikrolitrové alikvoty těchto zásobních zhášedel byly přidány pomocí 1L injekční stříkačky (Hamilton) do měřicí kyvety (standardní křemen 1 x 1 cm2, Hellma) obsahující roztok vzorku za podmínek nepřetržitého míchání. Celkový objem kyvety byl typicky 3 ml. Expozice světlu byla udržována na minimu během veškeré přípravy a manipulace se vzorky.

2.3. Přístrojová měření

Ustálený stavfluorescenceměření byla prováděna při fixní teplotě (normálně 25 stupňů, ale v některých případech také při zvýšené teplotě; VWR–Polyscience Circulating waterbath) pomocí luminiscenčního spektrometru Perkin Elmer LS50B. Data byla zaznamenávána s excitací při 350 nm, 5 nm (excitationslit) a 2,5 nm (emisní štěrbina) s rychlostí skenování 100 nm/min. Spektra byla skenována mezi 360 a 600 nm. Absorpční spektra byla zaznamenávána spektrofotometrem Perkin Elmer Lambda 40 UV–vis při pokojové teplotě.

3. Výsledky a diskuse

3.1. Spektrální vlastnosti NFW v různých rozpouštědlech

Absorpční spektrum 0,2 lM NFW bylo měřeno v různých rozpouštědlech, včetně vody a vody obsahující 10 mMb-CD. V každém případě se spektrum skládá z jednoho poměrně širokého píku bez rysů se středem blízko 350 nm (tabulka 1). Tvar spektra se u systémů, které jsme studovali, nemění. Themolární nasákavost («) a hodnoty lmax NFW byly stanoveny ve vodě, acetonitrilu, 1:1 voda-DMF (v/v), DMSO a methanolu a také ve vodě obsahující 10 mM b-CD. Hodnoty « jsou trvale vysoké a pohybují se od 8,5 104 M 1 cm 1 (voda) do 18 104 M 1 cm 1 (acetonitril) (tabulka 1). Hodnota lmax NFW není silně závislá na polaritě rozpouštědla. Vysoká nasákavost a slabá závislost přechodové energie na rozpouštědle jsou charakteristické pro silně povolený p–p* přechod. To je v souladu s povahou NFW jako substituovaného stilbenu.

Obrázek 1 ukazujefluorescencespektra pro 0,2 lM NFW zaznamenaná ve vodě a v 10 mM vodném b-CD. Bylo zjištěno, že vlnová délka maximální fluorescenční emise je blízko 425 nm a je jen mírně ovlivněna prostředím fluoroforu. V přítomnosti b-CD dochází k mírnému zvýšení intenzity, mírnému zúžení fluorescenčního pásma a mírně lépe definované vibrační struktuře. Tyto dva poslední výsledky jsou v souladu s pozorováními, která provedli Smit a Ghiggino21 ve své studii NFW ve vodě a ethanolu; méně polární rozpouštědlo zúžilo fluorescenční pás a zlepšilo vibrační strukturu. Naše pozorování podporují interakci mezi b-CD a NFW (viz níže). Smit a Ghiggino také uvedlifluorescencekvantové výtěžky pro NFW {{0}},82 ve vodě a 0,95 v ethanolu, v daném pořadí.

3.2. Komplexace NFW pomocí b-CD

Pro získání vhledu do komplexu mezi NFW ab-CD dutinami byla provedena řada CD spektroskopických titračních experimentů s použitím oboufluorescencea údaje o absorbanci. V každém případě byly pozorovány změny ve spektroskopických charakteristikách při konstantní koncentraci NFW s měnícími se koncentracemi b-CD. Změny v hodnotách absorbance byly příliš malé, aby poskytly spolehlivou míru komplexace mezi NFW ab-CD.

ion je citlivý na přidaný b-CD, jak je znázorněno na obr. 2. Pozorované zvýšení intenzity, i když mírné, je konzistentní s tvorbou inkluzního komplexu mezi NFW a b-CD. Při integracifluorescencehodnoty intenzity jsou vyneseny jako funkce [b-CD], je pozorována typická vazebná izoterma22,23, přičemž v podstatě veškeré zakřivení probíhá v úzkém rozsahu koncentrace b-CD, což naznačuje relativně silnou asociaci.

Nejběžnější formou komplexu CD–host je tzv. komplex 1:1, ve kterém jedna molekula CD hostí ve své dutině jednu molekulu hosta.24,25 Za předpokladu komplexu b-CD–NFW 1:1, zde reprezentovaného jako b-CD: NFW, komplexace bude řízena rovnovážným procesem:

Zde DI odkazuje na rozdíl mezifluorescenceintenzita při celkové koncentraci cyklodextrinu, [b-CD]0, a pozorovaná v nepřítomnosti b-CD, [NFW]0 je celková koncentrace NFW a Di odráží maximální hodnotu DI. Všimněte si, že [b-CD]0, spíše než [b-CD], se v těchto rovnicích používá, protože v našich systémech vždy platí, že [b-CD] [NFW], takže za všech podmínek [b -CD] se v podstatě rovná [b-CD]{{10}}. Z těchto výpočtů byly odvozeny hodnoty vazebných konstant při různých koncentracích NFW (0,1 a 0,2 lM). V každém případě je přizpůsobení dat modelu 1:1 dobré a celková vazba je poměrně silná. Bylo zjištěno, že hodnota K1 je nezávislá na koncentraci NFW pro testy provedené při 0,1 a 0,2 lM NFW, což je skutečnost, která je v souladu s tvorbou komplexu 1:1. Při vyšší [NFW] (tj. 100 lM) byly z tohoto systému pozorovány významné srážky, takže za těchto podmínek nebylo možné stanovit K1. Při nižších hodnotách [NFW] nedochází k žádným srážkám a průměrná určená hodnota K1 (čtyři replikáty) byla 2540 6 380 M 1.

3.3. Studie zhášení a vliv iontové síly

Je známo, že vazba mezi hostitelem a hostem může být buď zvýšena nebo snížena pomocí solí, v závislosti na povaze hostitele (nabité vs. nenabité CD), hosta (nabité nebo nenabité, velikost ve srovnání s dutinou CD) a soli (zasolení v nebo vysolující druhy, tendence vázat se na dutinu CD).29–35 Anorganické soli, jako je NaI, mohou také uhasitfluorescencefluoroforů, jako je například naftalen a {{0}}naftol. Tyto zhášeče jsou tedy vhodnými nástroji ke zkoumání relativní důležitosti různých komplexních druhů, které se mohou tvořit v přítomnosti b-CD ve vodném médiu.27,28,36,37 Provedli jsme zhášecí studii na NFW jak v přítomnosti, tak v nepřítomnosti. 10 mM b-CD. Koncentrace NFW byla přibližně 0,2 lM a koncentrace zhášeče se ve většině případů pohybovala až do 50 mM. Jako zhášedla solí jsme použili NaI, KNO3, NaCl CsBr, EDTA, sukcinamid a MV.

Použité zhášeče zhášely NFWfluorescenceve větší či menší míře ve vodě. Ve většině případů byly Stern-Volmerovy grafy (rov. 4) lineární při všech koncentracích zhášeče až do 50 mM. To však nebyl případ MV (viz níže) v nepřítomnosti b-CD. Hodnoty Stern-Volmerovy směrnice (KSV), uvedené v tabulce 2, byly stanoveny při koncentracích zhášeče nepřesahujících 50 mM. Za těchto podmínek byly všechny Sternovy-Volmerovy grafy lineární, opět s výjimkou MV v nepřítomnosti b- CD. NaCl a KNO3 neměly žádný vliv na pozorovanou intenzitu fluorescence NFW při koncentracích až 1 M. kde Io je pozorovaná intenzita fluorescence NFW v nepřítomnosti zhášedla a Iq je pozorovaná intenzita fluorescence NFW v přítomnosti zhášedla při koncentraci [Q ].

Pro dynamické zhášení je hodnota Stern-Volmerova sklonu, KSV, součin bimolekulární konstanty rychlosti zhášení, kq, a doby nezhášeného zhášení, t,fluorescenčníStát. Jediná hlášená hodnota životnosti pro NFW ve vodě je 1,18 ns.21 Pomocí této hodnoty ve spojení s naměřenými hodnotami KSV lze získat odhady kq. Ty jsou také uvedeny v tabulce 2. V každém případě, s výjimkou MV a nezhášecích solí NaCl a KNO3, je hodnota kq konzistentní s procesem dynamického zhášení, který se vyskytuje blízko limitu řízeného difuzí. Poznamenáváme, že hodnoty kq získané pro EDTA a sukcinamid jsou obě mírně vyšší, než by se dalo předpokládat. Naproti tomu hodnota vypočtená pro MV jako zhášedlo dramaticky překračuje limit řízený difuzí ve vodě.

Ve většině případů je chování při zhášení nevýrazné. Zhášení probíhá na hranici řízené difuzí nebo v její blízkosti ab-CD poskytuje mírný ochranný účinek. MV se však chová úplně jinak. Ze zkoumaných zhášedel byl MV zdaleka nejúčinnější. To není překvapivé v tom, že MV, vynikající akceptor elektronů, je dikationtové zhášedlo a NFW je dianiontový fluorofor. Obrázek 3 ukazuje Stern-Volmerovy grafy pro MV zhášení NFW s a bez přítomného 10 mM b-CD v rozsahu koncentrací zhášedla. V nepřítomnosti b-CD ukazuje Sternův-Volmerův graf silné zakřivení směrem nahoru obvykle spojené s přispěním statického zhášení. Je-li přítomen b-CD, je graf lineární a odezva zhášení je slabší alespoň o faktor 10. Pokud je vyneseno prvních několik bodů z měření za podmínek bez b-CD, je získáno zhruba lineární přizpůsobení, což dává anominální KSV asi 5,0 103 M 1. Tuto nominální hodnotu KSV uvádíme pouze na dvě významná čísla kvůli rozsáhlému zakřivení pozorovanému v grafu zhášení pouze ve vodě. Kombinací této nominální hodnoty s publikovanou životností 1,18 ns pro neuhasený NFW excitovaný stav získáme hodnotu kq v řádu 4 1012 M 1 s 1; hodnota, která překračuje limit řízený difuzí ve vodě o několik řádů. Je-li přítomen b-CD, je odhadovaná hodnota kq blízko limitu řízeného difuzí a neexistuje žádný důkaz statického zhášení.

Literatura uvádí, že dutiny CD jsou účinné při ochraně fluoroforů před zhášecím účinkem MV ve vodě, přičemž v podstatě působí tak, že „izolují“ chromofor od zhášeče na bázi vody.38 Například navlékání b-CD na poly( 4,40-difenylenvinylen)rotaxany snižují pozorovanou Stern-Volmerovu konstantu pro zhášení MV faktorem téměř 1800 ve srovnání s polychromoforem bez závitu.38 V současném kontextu MV jako zhášedla ve vodném b-CD systému , měli bychom zdůraznit, že toto CD netvoří komplexy s plně oxidovanou (dikační) formou MV ve vodě. To bylo zjištěno několika skupinami v průběhu let pomocí technik, jako je cyklická voltametrie a 1H NMR.39–41 Proto v našem systému působí MV jako zhášedlo výhradně na vodní bázi v podstatě stejným způsobem jako menší iontové zhášeče.

Statické zhášení je normálně pozorováno z důvodu (i) tvorby komplexu v základním stavu mezi zhášečem a fluoroforem nebo (ii) implikace „sféry účinku“, což naznačuje, že fluorofor bude zhášen kdykoli bude existovat jedna nebo více zhášecích molekul. v aktivním objemu obklopujícím excitovaný stav. Posledně jmenovaná situace má tendenci být důležitá pouze při vysokých koncentracích zhášedla.

3.4. Vznik komplexu pozemního stavu

Navrhujeme, aby silná složka statického zhášení pozorovaná v současném systému v nepřítomnosti b-CD byla způsobena tvorbou komplexu základního stavu mezi MV a NFW, který vzniká v důsledku elektrostatické přitažlivosti mezi těmito dvěma druhy. Existuje několik kusů důkazy na podporu těchto návrhů.

3.4.1. Změny v absorpčním spektru

Když se zvyšující se koncentrace MV ({{0}} až 6 mM) přidají do 0,2 lM vodného roztoku NFW ve vodě, je pozorován menší červený posun (349 až 355 nm) V druhém experimentu s použitím dělené absorpční cely byla absorpční spektra NFW a MV měřena nesmíšená (tj. dvě složky v jejich oddělených komůrkách) a smíšená (tj. dvě složky spojené). U experimentu s dělenými buňkami jakýkoli pozorovaný rozdíl mezi nesmíšenými a smíšenými měřeními naznačuje interakci v základním stavu. Pozorovali jsme malý, ale významný rozdíl DA 0,012 (A, absorbance vzorku) mezi nemíchanými a smíšenými situacemi, měřeno při 260 nm.

3.4.2. Pozorování barevné sraženiny

Při zvýšených koncentracích NFW (tj. 100 lM) ve vodě byla po přidání MV pozorována oranžově zbarvená sraženina. Tuto látku jsme necharakterizovali, ale je v souladu s interakcí mezi základními stavy NFW a MV.

3.4.3. Vliv koncentrace soli na chování při kalení

Očekává se, že nekovalentní komplex základního stavu mezi NFW a MV bude držen pohromadě elektrostatickou přitažlivostí. Přidání velkého přebytku nezhášecí soli, jako je NaCl, by snížilo přitažlivé síly mezi partnery tvořícími komplex. To by vedlo k méně účinné zhášení NFWfluorescenceod MV. Obrázek 4 ukazuje účinek zvyšující se koncentrace NaCl na chování při zhášení. Sklon křivky s přítomným 0,5 M NaCl je 106 6 9 M 1 (tabulka 2). Zvýšený obsah soli silně potlačuje kalení a eliminuje zakřivení směrem nahoru pozorované v nepřítomnosti soli.

3.4.4. Vliv zvýšené teploty na chování při kalení

Stern-Volmerovy grafy pro zhášení NFW pomocí MV byly stanoveny při 25, 45 a 70 stupních v nepřítomnosti soli a v nepřítomnosti a přítomnosti 10 mM b-CD. Kromě toho byly získány Stern-Volmerovy grafy při 25 a 50 stupních v přítomnosti 50 mM NaCl (bez b-CD). V nepřítomnosti b-CD bylo zhášení při vyšších teplotách potlačeno. Například při 25 stupních bez soli nebo b-CD byl nominální sklon (tj. počáteční část křivky) 4,2 103 M 1 , zatímco při 70 stupních byl snížen na 1,4 103 M 1 . 50 mMNaCl, sklony byly 1,4 103 M 1 a 8,9 102 M 1, v tomto pořadí. To je trend, který by se dalo očekávat, kdyby se komplex základního stavu vytvořil exergonickým procesem, jako je elektrostatická přitažlivost.

V přítomnosti 10 mM b-CD, bez soli, nebyl Stern-Volmerslope znatelně ovlivněn změnami v teplotním rozsahu 25–70 stupňů. To naznačuje, že b-CD je účinné při potlačování tvorby komplexu základního stavu odpovědného za účinek statického zhášení. To by mohlo být pravděpodobně důsledkem interference b-CD s iontovou interakcí mezi NFW a MV a (nebo) sekvestrací fluoroforu.

Konečně, příspěvky od statického zhášení byly hlášeny pro MV zhášení jiných aniontových fluoroforů.42–44 V těchto zprávách bylo statické zhášení také připisováno tvorbě komplexů v základním stavu mezi zhášecími partnery.

Jak bylo uvedeno výše, komplexace nabitých hostů s CD může být ovlivněna iontovou silou. Z údajů zde uvedených je také zřejmé, že iontová síla mění chování při zhášení. Je pravděpodobné, že to odráží změny v interakci základního stavu mezi MV a NFW se zvyšující se iontovou silou. Pro kontrolu těchto účinků byla provedena řada zhášecích experimentů v nepřítomnosti a přítomnosti 10 mM b-CD při zvýšené, ale konstantní iontové síle. . Výsledky jsou shrnuty v tabulce 3. V každém případě byly Stern-Volmerovy grafy lineární s menšími sklony, než jaké byly pozorovány při nízké iontové síle, a přítomnost b-CD dále snižovala sklony. Za předpokladu, že životnost NFW je nezávislá na použitých podmínkách, můžeme hodnoty kq odhadnout. Ty jsou také uvedeny v tabulce 3. Ve všech případech bez b-CD překračuje výsledná hodnota kq limit řízený difuzí, což naznačuje, že i při relativně vysoké iontové síle stále existuje souvislost mezi základním stavem NFW a MV. K testování této hypotézy jsme použili upravenou Stern-Volmerovu rovnici pro zpracování našich dat za předpokladu smíšeného staticko-dynamického zhášecího scénáře, kde lze určit samostatné hodnoty statických (Ks) a dynamických (Kd) parametrů zhášení:

Io/Iq=1 plus (Ks plus Kd)[Q]plus KsKd[Q]2

To připomíná přístup Schmehla a Whittena.42 Ve své studii identifikovali parametr Ks jako součin rovnovážné konstanty iontového párování s poměrem absorpčních koeficientů pro komplex iontových párů v základním stavu a volného chromoforu (aniontové porfyriny v jejich studii) za předpokladu, že zhášení v komplexu pozemního stavu je v podstatě okamžité. Naše data zhášení odpovídala rov. 5pomocí nelineární regrese. Tato analýza byla provedena pro systém NFW–MV při sérii [NaCl] v rozmezí od 0 do 0,5 M (tabulka 4) bez b-CD. Předpokladem modelu je, že společný příspěvek statického a dynamického zhášení je jediným důvodem zakřivení. Hodnota Ks klesla z vysokých 3,50 103 M 1 v nepřítomnosti soli na konstantní hodnotu přibližně 260 M 1 mezi 0,2 M a 0,5 M NaCl. Při nízkém [NaCl] hodnota Kd výrazně kolísá kolem hodnoty přibližně 50 M 1. Poznamenáváme, že tato relativně vysoká nejistota hodnoty Kd není překvapivá, protože většina zhášení pozorovaného v režimu nízkého [NaCl] bude způsobena statické zhášení.

Abychom otestovali spolehlivost tvarovky, vybrali jsme hodnotu Kd blízkou tomu, co by se očekávalo u čistě difúzně řízeného procesu, a znovu jsme ji upravili pomocí této hodnoty jako pevné hodnoty Kd. Hodnota, kterou jsme použili, byla Kd=10 M 1, která vychází z hodnoty 1,18 ns profluorescenceživotnost a hodnotu kdiff 8 109 M 1 s 1 ve vodě. Hodnoty a trend v Ks zůstaly reprodukovatelné, i když jsme vynutili přizpůsobení této pevné hodnotě Kd. Ve skutečnosti byly získané hodnoty Ks spíše necitlivé na hodnotu Kd, když byly k dosažení přizpůsobení použity dokonce podstatně odlišné hodnoty Kd. To se zdá rozumné, protože tyto parametry odrážejí dva procesy zhášení, které jsou na sobě do značné míry nezávislé kromě množství MV dostupného pro každý proces.

cistanche amazonka

Toto chování podporuje existenci dvou režimů zhášení: statického efektu a dynamického efektu. Statický efekt dominuje při nižších iontových silách, ale se zvýšením koncentrace NaCl se stává méně důležitým. To je přesně trend, který by se dalo očekávat, pokud je statické zhášení usnadněno asociací iontových párů v základním stavu mezi kationtovým zhášečem a aniontovým fluoroforem. Došli jsme k závěru, že statická hodnota, Ks, je zdánlivá rovnovážná konstanta pro asociaci, která vede ke statickému zhášení (nejpravděpodobněji základnímu elektrostatickému komplexu). Chování a význam Kd jsou méně jasné. Pokud jsou hodnoty Kd nízké (<0.2 m)="" nacl="" is="" combined="" with="" the="" fluorescence="" lifetime="" of="" 1.18="" ns,="" we="" obtain="" kq="" values="" that="" range="" from="" 19="" ="" 109="" m1="" s="" 1="" to="" 70="" ="" 109="" m1="" s="" 1,="" which="" are,="" again,="" on="" the="" high="" side="" if="" kd="" is="" truly="" a="" simple="" dynamic="">

Existuje několik možných důvodů, proč je hodnota kq získaná tímto způsobem větší, než se očekávalo. Patří mezi ně následující: (i) uváděná hodnota t není invariantní napříč podmínkami, jak jsme zde předpokládali; (ii) v systému NFW–MV probíhá přenos elektronů; (iii) i při vysokém [NaCl] stále existuje důležitý příspěvek statického zhášení, který zde použitý jednoduchý model (rov. 5) nezachytil.

První možnost je nepravděpodobná, protože Smit a Ghiggino21 uvedli, že životnost v etanolu je 0,92 ns, velmi blízko hodnotě vody 1,18 ns. I když je druhá možnost možná ve světle dobře známého chování MV jako akceptoru elektronů,45kationt radikálů MV, který je výsledkem úplného přenosu elektronů, má za následek velmi výrazné absorpční spektrum a silně modrou barvu v roztoku.46 Ani jeden z nich jsme v naší studii nepozorovali.

Proto se přikláníme ke třetímu vysvětlení. Na základě modelového výpočtu je Ks významně větší než nula i při 0,5 MNaCl, což znamená, že jak dynamické, tak statické zhášení přispívají k pozorovanému zhášení. Při vyšších iontových silách může být specifické iontové párování mezi sodnými kationty a NFW a (nebo) chloridovými anionty a MV dostatečně významné, aby narušilo hodnoty Ks a Kd odvozené z modelu zhášení ekv. 5, který považuje pouze MV za zhášeč Q a pouze NFW za fluorofor. V tomto případě bude předpoklad, že hodnota, kterou nazýváme Kd, jednoduše rovna kqt, v podmínkách vysoké iontové síly nepřesný.

Když je přítomno 10 mM b-CD, rychlostní konstanta MV zhášení se stává řízenou difúzí a je srovnatelná za různých podmínek. To naznačuje, že komplexace NFW pomocí b-CD se stává dominantním faktorem při kontrole zhášení, když je přítomna hostitelská molekula. Skutečnost, že hodnoty MV kq v přítomnosti b-CD jsou všechny srovnatelné (stejný řád) bez NaCl nebo bez něj, naznačuje, že změna iontové síly nemá velký dopad na asociaci NFW s tímto konkrétním hostitelem. Je zajímavé poznamenat, že hodnota K1 (1:1 komplexační konstanta pro NFW s b-CD) je srovnatelná co do velikosti s hodnotou Ks pozorovanou v nepřítomnosti soli. To znamená, že b-CD komplexace NFW je za těchto podmínek kompetitivní s tvorbou komplexu NFW základního stavu s MV.

4. Závěr

Reklamafluorescenční běleníčinidlo NFW tvoří poměrně stabilní komplexy 1:1 s b-CD ve vodě. NFWfluorescencezhášena na nebo blízko limitu řízeného difuzí několika neutrálními a aniontovými zhášeči. Zhášení NFW dikationtovým akceptorem elektronů MV je velmi odlišné. Tento vysoce účinný proces je kombinací statických a dynamických příspěvků a existuje důkaz o vytvoření základního komplexu mezi NFW a MV, jehož vznik lze řídit iontovou silou a přítomností b-CD.