Kompleks u osnovnom stanju između metil viologena i fluorescentnog sredstva za izbjeljivanje 4,40 -bis(2-sulfostiril)-bifenil dinatrijeva sol: Studija fluorescentne spektroskopije

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

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

Sažetak:Ova studija istražuje gašenje anionske fluorescentne svjetlostiizbjeljivanjeagensa, NFW, raznim tvarima, uključujući metil viologen (MV), u vodi i u prisutnosti beta-ciklodekstrina (b-CD). Rezultati afluorescencijaprikazana su spektroskopska ispitivanja b-CD–NFW sustava. Utvrđeno je da NFW tvori 1:1 inkluzijski kompleks s b-CD s asocijacijskom konstantom 2540 6 380 M1. Uključen NSFWfluorescentnastanje je zaštićeno b-CD šupljinom od niza prigušivača na bazi vode (neutralnih, anionskih i kationskih). Gašenje se odvija blizu granice kontrolirane difuzijom u vodi za testirane aparate za gašenje s iznimkom dikacioničkog MV. Metil viologen je izuzetno učinkovit gasitelj NFW fluorescencije s nominalnim KSV 5.0 103 M1 samo u vodi, što odgovara nominalnom kq od ~4 * 1012 M-1 s {{ 9}}, što prelazi granicu kontroliranu difuzijom u ovom otapalu. Učinkovitost gašenja MV-a snažno je potisnuta u prisutnosti 10 mM b-CD (KSV=105 6 12 M1) i u prisutnosti NaCl (KSV=106 6 9 M1 u 0,5 M soli). U nedostatku CD-a ili soli, postoji snažan doprinos prigušivanja statičkog elektriciteta u SN sustavu; prisutnost ovih aditiva suzbija statičko kaljenje. Različiti rezultati sugeriraju da je statičko prigušivanje posljedica formiranja kompleksa osnovnog stanja između dianiona NFW i dikacije MV.

Ključne riječi:ciklodekstrin, fluorescentanizbjeljivanjeagens, distirilbifenil,fluorescencijagašenje, metil viologen, kompleks osnovnog stanja.

cistancheje sastojak za izbjeljivanje kože

1. Uvod

Fluorescentnaizbjeljivanjeagensi (FWA)1–6 — također poznati kao optički izbjeljivači — organski su spojevi koji pretvaraju dio ultraljubičastog spektralnog područja u vidljivo plavo svjetlo. FWA ima primjenu u različitim industrijama kao što su tekstil, papir, deterdženti, plastika i premazi. Optička izbjeljivača fluorescentno su izložena UV svjetiljci i često se koriste kao tragači, npr. za praćenje plastičnih laminata radi ujednačenosti i nedostataka. Glavna komercijalna optička izbjeljivača temelje se na tri kemijska strukturna okvira: stilbene, kumarin i pirazolin.

U ovoj studiji, primarna molekula od interesa je fluorescentnaizbjeljivanjesredstvo 4, 40-bis(2-sulfostiril)-bifenil dinatrijeva sol (NSFW). NSFW (Shema 1) je član obitelji supstituiranih stiril bifenila (DSBP) FWA, koji su visokofluorescentni intrans izomerni oblik.7 Kao derivati ​​stilbena, DSBP-i su podložni foto-induciranoj trans–cis izomerizaciji, što uzrokuje sveukupno smanjenje fluorescentnog intenziteta.5,7 DSBP-i kao što je NFW također su podložni fotodegradaciji, što je i industrijski i ekološki problem. .8–11

Dobro je utvrđeno da se kompleksiranje organskog gosta aciklodekstrinskim domaćinom kao što je b-ciklodekstrin (b-CD) može koristiti za kontrolu i termokemijske12 i fotokemijske13-15 reaktivnosti. Također je dobro poznato da kompleksiranje pomoću ciklodekstrina (CD) izolira gosta od reaktivnih vrsta kao što su pobuđeni gasitelji stanja (npr. O2), prisutnih u vodenom rasutom mediju.15,16 Stoga, kompleksiranje kromofora sličnih stilbenu pomoću molekula domaćina kao što su Očekuje se da će CD-ovi smanjiti opseg fotoizomerizacije17 i ograničiti fotodegradaciju.

Ciklodekstrini6,7 dobili su veliku pozornost zbog svoje sposobnosti stvaranja kompleksa domaćin-gost18 i zbog njihove potencijalne upotrebe kao građevnih blokova za supramolekularne strukture.19,20 CD su ciklički oligosaharidi u obliku torusa koji sadrže 6-12 glukoznih jedinica spojenih {{ 9}},4 glikozidne veze. Najčešći i dobro proučeni CD-ovi su a-CD, b-CD i c-CD, koji se sastoje od šest, sedam, odnosno osam glukopiranoznih jedinica.

Naš je dugoročni cilj procijeniti CD-ove kao mogući alat za poboljšanjefluorescentnaučinak NFW-a i srodnih spojeva, kao i za ograničavanje njihove fotodegradacije. Prvi korak prema ovom cilju je utvrditi postoji li značajna povezanost između NFW i CD-a. U ovom članku izvješćujemo o istraživanju interakcije b-CD s molekulom DSBP tipa FWA, Uvitex (NFW). Koristili smo fluorescentnu spektroskopiju za procjenu povezanosti NFW s b-CD u vodi, kao ifluorescencijaprigušivanje NFW neutralnim i nabijenim prigušivačima, kako bi se dalje istražila interakcija između fluorofora i b-CD šupljine. Tijekom eksperimenata prigušivanja, otkrili smo da se jedan od prigušivača, metil viologen (MV), ponašao na neočekivan način. Stoga je važan cilj ovog članka istražiti ovaj neočekivani fenomen gašenja. Sposobnost b-CD-a da poboljša performanse NFW-a bit će predmet naknadnog izvješća našeg laboratorija.

cistanche bodybuilding

2. Materijali i metode

2.1. Materijali

- Ciklodekstrin hidrat (99,5 posto), NaI (99,9 posto), CsBr, sukcinamid (98 posto), MV i 99,8 posto čisti ACS spektrofotometrijski dimetilformamid (DMF) bili su Aldrich proizvodi. Natrijev klorid i kalijev nitrat bili su AnalR stupnja prema BDH. Fluorescentnaizbjeljivanjesredstvo NFW (dostavljeno kao otopina NFW u 25 posto DMSO u vodi) ljubazno je donirala Ciba Geigy, Kanada. Dimetilsulfoksid ACS stupnja (DMSO) bio je od tvrtke Fisher Scientific. Sve ove tvari korištene su kako su primljene. Destilirana voda deionizirana je Milli-Q sustavom filtracije ionske izmjene (akademski model V2.04, Millipore).

2.2. Priprema uzorka

2.2.1. NFW dionice

Uzorci matičnih otopina NFW-a pripremljeni su otapanjem nerazrijeđenog NFW-a u vodi kako bi se dobila koncentracija od 200 lM NFW. Ovaj zaliha je zatim miješana preko noći i razrijeđena vodom da se proizvedu vodene zalihe NFW od 0,2 lM i 0,1 lM, redom. Zatim su pripremljene osnovne otopine od 10 mM b-CD vaganjem odgovarajuće mase b-CD u volumetrijskim tikvicama i njihovim razrjeđivanjem s odgovarajućom matičnom otopinom NFW. One su zatim razrijeđene s odgovarajućom matičnom otopinom NFW da se dobiju otopine s konstantnom koncentracijom NFW, ali željenom promjenjivom koncentracijom b-CD.

2.2.2. Dionice za gašenje

Odgovarajuće matične otopine sredstava za gašenje (NaI, NaCl, CsBr, EDTA, sukcinamid, MV i KNO3) u rasponu 0–1 M pripremljene su neposredno prije upotrebe. Mikrolitarski alikvoti ovih osnovnih sredstava za gašenje dodani su preko lL štrcaljke (Hamilton) u mjernu kivetu (standardni 1 x 1 cm2 kvarc, Hellma) koja je sadržavala otopinu uzorka pod uvjetima neprekidnog miješanja. Ukupni volumen kivete bio je tipično 3 mL. Izloženost svjetlu bila je minimalna tijekom cijele pripreme uzorka i rukovanja.

2.3. Instrumentalna mjerenja

Stacionarno stanjefluorescencijamjerenja su provedena na fiksnoj temperaturi (obično 25 stupnjeva, ali također i na povišenoj temperaturi u nekim slučajevima; VWR–Polyscience Circulating waterbath) s Perkin Elmer LS50B luminiscencijskim spektrometrom. Podaci su zabilježeni uz ekscitaciju na 350 nm, 5 nm (excitationslit) i 2,5 nm (emisijski prorez) s brzinom skeniranja od 100 nm/min. Spektri su skenirani između 360 i 600 nm. Apsorpcijski spektri snimljeni su Perkin Elmer Lambda 40 UV-vis spektrofotometrom na sobnoj temperaturi.

3. Rezultati i rasprava

3.1. Spektralna svojstva NFW u različitim otapalima

Apsorpcijski spektar 0.2 lM NFW izmjeren je u različitim otapalima, uključujući vodu i vodu koja sadrži 10 mMb-CD. U svakom slučaju, spektar se sastoji od jednog prilično širokog vrha bez obilježja sa središtem blizu 350 nm (Tablica 1). Oblik spektra se ne mijenja za sustave koje smo proučavali. Molarna apsorpcija («) i lmax vrijednosti NFW određene su u vodi, acetonitrilu, 1:1 voda–DMF (v/v), DMSO i metanolu, kao i u vodi koja je sadržavala 10 mM b-CD. Vrijednosti « su stalno velike i kreću se od 8,5 104 M 1 cm 1 (voda) do 18 104 M 1 cm 1 (acetonitril) (Tablica 1). Vrijednost lmax NFW ne ovisi jako o polaritetu otapala. Visoka apsorpcija i slaba ovisnost energije prijelaza o otapalu karakteristični su za jako dopušteni p–p* prijelaz. Ovo je u skladu s prirodom NFW-a kao supstituiranog stilbena.

Slika 1 prikazujefluorescencijaspektri za 0.2 lM NFW snimljeni u vodi i u 10 mM vodenoj otopini b-CD. Utvrđeno je da je valna duljina maksimalne fluorescencijske emisije blizu 425 nm i da je samo malo pod utjecajem okoline fluorofora. Postoji skromno pojačanje intenziteta, lagano sužavanje fluorescentnog pojasa i nešto bolje definirana vibronska struktura u prisutnosti b-CD. Ova posljednja dva rezultata u skladu su s opažanjima Smita i Ghiggina21 u njihovoj studiji NFW u vodi i etanolu; manje polarno otapalo suzilo je pojas fluorescencije i poboljšalo vibronsku strukturu. Naša opažanja podupiru interakciju između b-CD i NFW (vidi dolje). Smit i Ghiggino također su izvijestilifluorescencijakvantni prinosi za NFW od {{0}}.82 u vodi odnosno 0.95 u etanolu.

3.2. NFW kompleksiranje pomoću b-CD

Kako bi se dobio uvid u kompleksiranje između NFW i b-CD šupljina, izveden je niz eksperimenata CD spektroskopske titracije koristeći obafluorescencijai podataka o apsorbanciji. U svakom slučaju, promjene u spektroskopskim karakteristikama uočene su pri konstantnoj koncentraciji NFW s promjenjivim koncentracijama b-CD. Promjene u vrijednostima apsorbancije bile su premale da bi pružile pouzdanu mjeru kompleksiranja između NFW i b-CD.

ion je osjetljiv na dodani b-CD kao što je prikazano na slici 2. Uočeno povećanje intenziteta, iako skromno, u skladu je s formiranjem inkluzijskog kompleksa između NFW i b-CD. Kada seintegrirafluorescencijavrijednosti intenziteta ucrtane su kao funkcija [b-CD], uočena je tipična izoterma vezanja22,23 pri čemu se uglavnom sva zakrivljenost odvija u uskom rasponu koncentracije b-CD, što ukazuje na relativno jaku povezanost.

Najčešći oblik kompleksa CD-gost je takozvani 1:1 kompleks, u kojem jedna molekula CD-a ugošćuje jednu molekulu gosta unutar svoje šupljine. 24,25 Pretpostavljajući 1:1 b-CD-NFW kompleks, ovdje predstavljen kao b-CD: NFW, kompleksiranje će biti kontrolirano procesom ravnoteže:

Ovdje se DI odnosi na razliku izmeđufluorescencijaintenzitet pri ukupnoj koncentraciji ciklodekstrina, [b-CD]0, a promatrano u odsutnosti b-CD, [NFW]0 je ukupna koncentracija NFW, a Di odražava maksimalnu vrijednost DI. Imajte na umu da se [b-CD]0, umjesto [b-CD], koristi u ovim jednadžbama jer je u našim sustavima uvijek istinito da je [b-CD] [NFW], tako da u svim uvjetima, [b -CD] je u biti jednako [b-CD]{{10}}. Iz ovih izračuna izvedene su konstantne vrijednosti vezanja pri različitim koncentracijama NFW (0.1 i 0.2 lM). U svakom slučaju, uklapanje podataka u model 1:1 je dobro, a sveukupno povezivanje je prilično snažno. Utvrđeno je da je vrijednost K1 neovisna o koncentraciji NFW za testove provedene na 0.1 i 0.2 lM NFW, činjenica koja je u skladu s formiranjem kompleksa 1:1. Pri višoj [NFW] (tj. 100 lM), uočena je značajna oborina iz ovog sustava, tako da nije bilo moguće odrediti K1 pod tim uvjetima. Pri nižim vrijednostima [NFW] nema oborina, a određena prosječna vrijednost K1 (četiri ponavljanja) bila je 2540 6 380 M 1.

3.3. Proučavanje kaljenja i utjecaj ionske jakosti

Poznato je da se vezanje domaćin-gost može povećati ili smanjiti solima, ovisno o prirodi domaćina (nabijen u odnosu na nenabijen CD), gosta (nabijen ili nenabijen, veličina u usporedbi s šupljinom CD-a) i soli (usoljavanje u ili vrsta isoljavanja, sklonost vezanju na CD šupljinu).29-35 Anorganske soli kao što je NaI također mogu ugasitifluorescencijafluorofora kao što su, na primjer, naftalen i {{0}}naftol. Stoga su ovi prigušivači prikladni alati za ispitivanje relativne važnosti različitih složenih vrsta koje se mogu formirati u prisutnosti b-CD u vodenom mediju.27,28,36,37 Proveli smo studiju prigušivanja na NFW i u prisutnosti i u odsutnosti od 10 mM b-CD. Koncentracija NFW bila je približno 0,2 lM, a koncentracija za gašenje kretala se do 50 mM u većini slučajeva. Koristili smo NaI, KNO3, NaCl CsBr, EDTA, sukcinamid i MV kao soli ili gasitelje.

Uređaji za gašenje koristili su kaljeni NFWfluorescencijau vodi u većoj ili manjoj mjeri. U većini slučajeva, Stern-Volmerovi dijagrami (ekviv. 4) bili su linearni pri svim koncentracijama prigušivača do 50 mM. Međutim, to nije bio slučaj s MV (vidi infra) u odsutnosti b-CD. Vrijednosti Stern-Volmerovog nagiba (KSV), tablice prikazane u tablici 2, određene su pri koncentracijama prigušivača koje ne prelaze 50 mM. Pod ovim uvjetima, svi Stern-Volmerovi dijagrami bili su linearni, ponovno s izuzetkom MV-a u odsutnosti b- CD. NaCl i KNO3 nisu utjecali na uočeni intenzitet fluorescencije NFW pri koncentracijama visokim do 1 M. gdje je Io uočeni intenzitet fluorescencije NFW u odsutnosti sredstva za gašenje, a Iq je uočeni intenzitet fluorescencije NFW u prisutnosti sredstva za gašenje pri koncentraciji [Q ].

Za dinamičko kaljenje, vrijednost Stern-Volmerovog nagiba, KSV, umnožak je bimolekularne konstante brzine kaljenja, kq, i neugašenog vijeka trajanja, t,fluorescentnadržava. Jedina prijavljena vrijednost životnog vijeka za NFW u vodi je 1,18 ns.21 Upotrebom ove vrijednosti u kombinaciji s izmjerenim KSV vrijednostima mogu se dobiti procjene kq. Oni su također prikazani u tablici 2. U svakom slučaju, s iznimkom MV i soli koje se ne gase NaCl i KNO3, vrijednost kq je u skladu s dinamičkim procesom gašenja koji se odvija blizu granice kontrolirane difuzijom. Napominjemo da su kq vrijednosti dobivene za EDTA i sukcinamid nešto veće nego što bi se očekivalo. Nasuprot tome, vrijednost izračunata za MV kao prigušivač dramatično premašuje granicu kontroliranu difuzijom u vodi.

U većini slučajeva, ponašanje gašenja je neupadljivo. Gašenje se odvija na ili blizu granice kontrolirane difuzijom, a b-CD pruža skroman zaštitni učinak. Međutim, MV se ponaša sasvim drugačije. Od ispitanih prigušivača, MV je bio daleko najjači. To nije iznenađujuće u tom MV, izvrstan akceptor elektrona je di-kationski gasitelj, a NFW je di-anionski fluorofor. Slika 3 prikazuje Stern-Volmerove dijagrame za MV prigušivanje NFW sa i bez prisutnog 10 mM b-CD u rasponu koncentracija prigušivača. U nedostatku b-CD, Stern-Volmerov dijagram pokazuje jaku zakrivljenost prema gore koja se obično povezuje s doprinosom prigušivanja statičkog elektriciteta. Kada je b-CD prisutan, crta je linearna, a reakcija gašenja je slabija za najmanje faktor 10. Ako se iscrta prvih nekoliko točaka iz mjerenja u uvjetima bez b-CD, dobiva se grubo linearno uklapanje, što daje anominalni KSV od oko 5,0 103 M 1. Izvještavamo ovu nominalnu KSV vrijednost na samo dvije značajne brojke zbog opsežne zakrivljenosti opažene na dijagramu kaljenja samo u vodi. Kombinacija ove nominalne vrijednosti s objavljenim životnim vijekom od 1,18 ns za neugašeno NFW pobuđeno stanje daje kq vrijednost reda veličine 4 1012 M 1 s 1; vrijednost koja premašuje granicu kontroliranu difuzijom u vodi za nekoliko redova veličine. Kada je prisutan b-CD, procijenjena vrijednost kq blizu je granice kontrolirane difuzijom i nema dokaza o statičkom gašenju.

Literatura izvještava da su CD šupljine učinkovite u zaštiti fluorofora od učinka gašenja MV u vodi, djelujući, u biti, na "izolaciju" kromofora od gasitelja na bazi vode.38 Na primjer, b-CD navoj na poli( 4,40-difenilenevinilen) rotaksani smanjuju opaženu Stern-Volmerovu konstantu za prigušivanje MV-a za faktor od gotovo 1800 u usporedbi s polikromoforom bez niti.38 ​​U trenutnom kontekstu MV-a kao prigušivača u vodenom b-CD sustavu , valja istaknuti da ovaj CD ne stvara komplekse s potpuno oksidiranim (dikacioničkim) oblikom MV u vodi. To je utvrdilo nekoliko grupa tijekom godina korištenjem različitih tehnika kao što su ciklička voltametrija i 1H NMR.39-41 Stoga, u našem sustavu, MV djeluje kao prigušivač isključivo na bazi vode na isti način na koji to čine manji ionski prigušivači.

Statičko prigušivanje obično se opaža zbog (i) stvaranja kompleksa osnovnog stanja između prigušivača i fluorofora ili (ii) implikacije "sfere djelovanja", što sugerira da će se fluorofor prigušiti kad god postoji jedna ili više molekula prigušivača unutar aktivnog volumena koji okružuje pobuđeno stanje. Potonja situacija obično je važna samo pri visokim koncentracijama prigušivača.

3.4. Formiranje kompleksa osnovno stanje

Predlažemo da je jaka komponenta prigušivanja statičkog elektriciteta uočena u sadašnjem sustavu u odsutnosti b-CD posljedica formiranja kompleksa osnovnog stanja između MV i NFW koji nastaje zbog elektrostatskog privlačenja između dviju vrsta. Postoji nekoliko dijelova dokaza koji podupiru ove prijedloge.

3.4.1. Promjene u apsorpcijskom spektru

Kada se rastuće koncentracije MV ({{0}} do 6 mM) dodaju 0.2 lM vodenoj otopini NFW u vodi, opaža se mali crveni pomak (349 do 355 nm) u položaj vrijednosti NFW lmax. U drugom eksperimentu, korištenjem podijeljene apsorpcijske ćelije, apsorpcijski spektri NFW i MV mjereni su nepomiješani (tj. dvije komponente u njihovim odvojenim komorama ćelija) i pomiješani (tj. dvije komponente kombinirane). S eksperimentom podijeljenih ćelija, svaka opažena razlika između nepomiješanih i miješanih mjerenja sugerira interakciju u osnovnom stanju. Uočili smo malu, ali značajnu razliku od DA 0,012 (A, apsorbancija uzorka) između nepomiješanih i miješanih situacija, mjereno na 260 nm.

3.4.2. Promatranje obojenog taloga

Pri povišenim koncentracijama NFW (tj. 100 lM) u vodi, uočen je talog narančaste boje nakon dodatka MV. Nismo karakterizirali ovu tvar, ali je u skladu s interakcijom između osnovnih stanja NFW i MV.

3.4.3. Utjecaj koncentracije soli na ponašanje pri gašenju

Očekuje se da će nekovalentni kompleks osnovnog stanja između NFW i MV držati zajedno elektrostatsko privlačenje. Dodavanje velikog viška soli koja ne gasi, kao što je NaCl, smanjilo bi privlačne sile između partnera u kompleksiranju. To bi dovelo do manje učinkovitosti kaljenje NFW-afluorescencijaod MV. Slika 4 prikazuje učinak povećanja koncentracije NaCl na ponašanje pri gašenju. Nagib krivulje s 0,5 M NaCl prisutnim je 106 6 9 M 1 (Tablica 2). Povišeni sadržaj soli snažno potiskuje kaljenje i eliminira zakrivljenost prema gore opaženu u odsutnosti soli.

3.4.4. Učinak povišene temperature na ponašanje pri kaljenju

Stern-Volmerovi dijagrami za gašenje NFW pomoću MV određeni su na 25, 45 i 70 stupnjeva u odsutnosti soli te odsutnosti i prisutnosti 10 mM b-CD. Uz to, dobiveni su Stern-Volmerovi dijagrami na 25 i 50 stupnjeva u prisutnosti 50 mM NaCl (bez b-CD). U nedostatku b-CD, gašenje je potisnuto na višim temperaturama. Na primjer, na 25 stupnjeva bez soli ili b-CD, nominalni nagib (tj. početni dio krivulje) bio je 4,2 103 M 1, dok je na 70 stupnjeva smanjen na 1,4 103 M 1. U prisutnosti 50 mMNaCl, nagibi su bili 1,4 103 M 1 i 8,9 102 M 1, tim redom. Ovo je trend koji bi se očekivao ako je kompleks osnovnog stanja nastao putem egzergonskog procesa kao što je elektrostatsko privlačenje.

U prisutnosti 10 mM b-CD, bez soli, na Stern-Volmersov nagib nisu značajno utjecale promjene u temperaturnom rasponu od 25-70 stupnjeva. Ovo sugerira da je b-CD učinkovit u suzbijanju formiranja kompleksa osnovnog stanja odgovornog za statički učinak prigušivanja. To bi vjerojatno moglo biti rezultat ometanja b-CD u ionskoj interakciji između NFW i MV i(ili) izdvajanja fluorofora.

Konačno, prijavljeni su doprinosi statičkog gašenja za MV gašenje drugih anionskih fluorofora.42-44 U tim se izvješćima, statičko gašenje također pripisuje formiranju kompleksa osnovnog stanja između partnera u gašenju.

Kao što je gore spomenuto, na kompleksiranje nabijenih gostiju s CD-om može utjecati ionska snaga. Također je jasno iz ovdje prikazanih podataka da ionska jakost mijenja ponašanje pri gašenju. Vjerojatno je da ovo odražava promjene u interakciji osnovnog stanja između MV i NFW kako se ionska jakost povećava. Za kontrolu ovih učinaka, niz eksperimenata gašenja u odsutnosti i prisutnosti 10 mM b-CD izveden je pri povišenoj, ali konstantnoj ionskoj jakosti . Rezultati su sažeti u tablici 3. U svakom slučaju, Stern-Volmerovi dijagrami bili su linearni s manjim nagibima nego što je primijećeno pri niskoj ionskoj jakosti, a prisutnost b-CD dodatno je smanjila nagibe. Uz pretpostavku da životni vijek NFW-a ne ovisi o korištenim uvjetima, možemo procijeniti vrijednosti kq. Oni su također prikazani u tablici 3. U svim slučajevima bez b-CD, rezultirajuća vrijednost kq premašuje granicu kontroliranu difuzijom, što sugerira da čak i pri relativno visokoj ionskoj jakosti još uvijek postoji povezanost između NFW i MV u osnovnom stanju. Kako bismo testirali ovu hipotezu, koristili smo modificiranu Stern-Volmerovu jednadžbu za obradu naših podataka uz pretpostavku miješanog statičko-dinamičkog scenarija prigušivanja, gdje se mogu odrediti zasebne vrijednosti statičkih (Ks) i dinamičkih (Kd) parametara prigušivanja:

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

Ovo podsjeća na pristup Schmehla i Whittena.42 U svojoj studiji identificirali su parametar Ks kao umnožak konstante ravnoteže ionskog uparivanja s omjerom koeficijenata apsorpcije za kompleks ionskog para u osnovnom stanju i slobodni kromofor (anionski porfirini u njihovoj studiji) na pretpostavci da je gašenje unutar kompleksa osnovnog stanja u biti trenutno. Naši podaci o gašenju odgovarali su jednadžbi. 5upotrebom nelinearne regresije. Ova je analiza provedena za sustav NFW–MV pri nizu [NaCl] u rasponu od 0 do 0.5 M (tablica 4) bez b-CD. Pretpostavka za model je da je zajednički doprinos statičkog i dinamičkog prigušivanja jedini razlog zakrivljenosti. Vrijednost Ks pala je s visokih 3,50 103 M 1 u odsutnosti soli na konstantnu vrijednost od približno 260 M 1 između 0,2 M i 0,5 M NaCl. Pri niskom [NaCl], vrijednost Kd značajno fluktuira oko vrijednosti od približno 50 M 1. Napominjemo da ova relativno visoka nesigurnost u vrijednosti Kd nije iznenađujuća, budući da će većina prigušenja opaženog u režimu s niskim [NaCl] biti posljedica statičko kaljenje.

Kako bismo testirali pouzdanost priključka, odabrali smo vrijednost Kd koja je bliska onoj koja bi se očekivala za proces koji je potpuno kontroliran difuzijom i ponovno ugradili koristeći to kao fiksnu vrijednost Kd. Vrijednost koju smo koristili bila je Kd=10 M 1, koja se temelji na vrijednosti od 1,18 ns zafluorescencijaživotni vijek i vrijednost kdiff 8 109 M 1 s 1 u vodi. Vrijednosti i trend u Ks ostali su ponovljivi čak i kada smo forsirali prilagođavanje ovoj fiksnoj vrijednosti Kd. U stvari, dobivene vrijednosti Ks bile su prilično neosjetljive na vrijednost Kd čak i kada su korištene značajno različite vrijednosti Kd da bi se postigla prilagodba. Ovo se čini razumnim budući da ovi parametri odražavaju dva procesa kaljenja koji su u velikoj mjeri neovisni jedan o drugome osim količine MV dostupnog za svaki proces.

cistanche amazonka

Ovo ponašanje podržava postojanje dva režima gašenja: statički učinak i dinamički učinak. Statički učinak dominira pri nižim ionskim jakostima, ali postaje manje važan kako se koncentracija NaCl povećava. To je upravo trend koji bi se očekivao ako je statičko gašenje olakšano asocijacijom ionskog para osnovnog stanja između kationskog gasitelja i anionskog fluorofora. Zaključujemo da je statička vrijednost, Ks, prividna konstanta ravnoteže za asocijaciju koja rezultira statičkim prigušivanjem (najvjerojatnije elektrostatskim kompleksom osnovnog stanja). Ponašanje i značenje Kd manje su jasni. Ako su vrijednosti Kd niske (<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="">

Postoji nekoliko mogućih razloga zašto je kq vrijednost dobivena na ovaj način veća od očekivane. To uključuje sljedeće: (i) prijavljena t vrijednost nije nepromjenjiva među uvjetima kao što smo ovdje pretpostavili; (ii) prijenos elektrona se odvija u NFW-SN sustavu; (iii) čak i pri visokom [NaCl], još uvijek postoji važan doprinos prigušivanju statičkog elektriciteta koji nije obuhvaćen ovdje korištenim jednostavnim modelom (jednadžba 5).

Prva mogućnost je malo vjerojatna, budući da su Smit i Ghiggino21 izvijestili da je životni vijek u etanolu 0.92 ns, vrlo blizu vrijednosti vode od 1,18 ns. Iako je druga opcija moguća u svjetlu MV-ovog dobro poznatog ponašanja kao akceptora elektrona,45 MV radikalni kation koji je rezultat punog prijenosa elektrona rezultira vrlo karakterističnim apsorpcijskim spektrom i jakom plavom bojom u otopini.46 U našoj studiji nismo uočili niti jedno od toga.

Mi smo, dakle, naklonjeni trećem objašnjenju. Na temelju izračuna modela, Ks je značajno veći od nule čak i pri 0,5 MNaCl, što implicira da i dinamičko i statičko prigušivanje doprinose opaženom ponašanju prigušenja. Pri višim ionskim jakostima, specifično ionsko uparivanje između natrijevih kationa i NFW i (ili) kloridnih aniona i MV može postati dovoljno značajno da poremeti vrijednosti Ks i Kd izvedene iz modela gašenja jednadžbe. 5, koji smatra samo MV kao gasitelj Q i samo NFW kao fluorofor. U ovom slučaju, pretpostavka da je vrijednost koju nazivamo Kd jednostavno jednaka kqt bit će netočna pod uvjetima visoke ionske jakosti.

Kada je prisutno 10 mM b-CD, MV konstanta brzine gašenja postaje kontrolirana difuzijom i usporediva je u svim uvjetima. Ovo sugerira da kompleksiranje NFW pomoću b-CD postaje dominantan faktor u kontroli gašenja kada je prisutna molekula domaćin. Činjenica da su sve vrijednosti MV kq u prisutnosti b-CD usporedive (isti red veličine) sa ili bez NaCl sugerira da promjena ionske jakosti nema veliki utjecaj na povezanost NFW s ovim određenim domaćinom. Zanimljivo je primijetiti da je vrijednost K1 (konstanta kompleksiranja 1:1 za NFW s b-CD) usporediva po veličini s vrijednošću Ks promatranom u odsutnosti soli. To jest, b-CD kompleksiranje NFW-a konkurentno je formiranju kompleksa osnovnog stanja NFW-a s MV pod ovim uvjetima.

4. Zaključak

Reklamafluorescentna izbjeljivanjeagens NFW tvori prilično stabilne komplekse 1:1 s b-CD u vodi. NFWfluorescencijagasi se na ili blizu granice kontrolirane difuzijom pomoću nekoliko neutralnih i anionskih gasnika. Gašenje NFW di-kationskim akceptorom elektrona MV vrlo je različito. Ovaj vrlo učinkovit proces je kombinacija statičkih i dinamičkih doprinosa, a postoje dokazi za formiranje kompleksa osnovnog stanja između NFW i MV, čije se formiranje može kontrolirati ionskom snagom i prisutnošću b-CD.