Publikace detail

Structural Modifications of Nile Red Carbon Monoxide Fluorescent Probe: Sensing Mechanism and Applications
Autoři: Madea Dominik | Martínek Marek | Muchová Lucie | Váňa Jiří | Vítek Libor | Klán Petr
Rok: 2020
Druh publikace: článek v odborném periodiku
Název zdroje: Journal of Organic Chemistry
Název nakladatele: American Chemical Society
Místo vydání: Washington
Strana od-do: 3473-3489
Tituly:
Jazyk Název Abstrakt Klíčová slova
eng Structural Modifications of Nile Red Carbon Monoxide Fluorescent Probe: Sensing Mechanism and Applications Carbon monoxide (CO) is a cell-signaling molecule (gasotransmitter) produced endogenously by oxidative catabolism of heme, and the understanding of its spatial and temporal sensing at the cellular level is still an open challenge. Synthesis, optical properties, and study of the sensing mechanism of Nile red Pd-based CO chemosensors, structurally modified by core and bridge substituents, in methanol and aqueous solutions are reported in this work. The sensing fluorescence "off-on" response of palladacycle-based sensors possessing low-background fluorescence arises from their reaction with CO to release the corresponding highly fluorescent Nile red derivatives in the final step. Our mechanistic study showed that electron-withdrawing and electron-donating core substituents affect the rate-determining step of the reaction. More importantly, the substituents were found to have a substantial effect on the Nile red sensor fluorescence quantum yields, hereby defining the sensing detection limit. The highest overall fluorescence and sensing rate enhancements were found for a 2-hydroxy palladacycle derivative, which was used in subsequent biological studies on mouse hepatoma cells as it easily crosses the cell membrane and qualitatively traces the localization of CO within the intracellular compartment with the linear quantitative response to increasing CO concentrations. Nile Red; Carbon monooxide; Fluorescent Probe; Chemosensors
cze Fluorescenční sondy pro detekci CO založené na modifikované nilské červeni: mechanismus účinku a aplikace Oxid uhelnatý funguje jako buněčná signalizační molekula (gasotransmitter) produkovaná oxidativním katabolysmem hemu. Pochopení jeho záchytu pomocí senzorů v buňce je stále velkou výzvou. V této práci je popsána syntéza, optické vlastnosti a studium mechanismu účinku chemosenzorů odvozených od substituované (jádro, můstkové ligandy) nilské červeně ve vodě a methanolu. Principem detekce je velký nárůst fluorescence produktů vzniklých reakcí CO s palladacyklickým senzorem, který před reakcí fluorescenci prakticky nevykazuje. Naše mechanistická práce ukazuje, že elektron-akceptorní i elektron-donorní substituenty na jádře ovlivňují rychlost určující krok reakce. Navíc, tyto substituenty mají velký vliv na kvantové-výtěžky fluorescence, čímž určují limity detekce. Jako nejvýhodnější se ukázal 2-hydroxy derivát, který byl použit v následné biologické studii. Studie ukázala, že senzor snadno prostupuje buněčnou membránou myších hepatomických buněk a kvalitativně mapuje rozložení CO v buněčné tekutině s lineární odezvou. Nilská červeň; Oxid uhelnatý; Fluorescenční sonda; Chemosenzory