zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-2028Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕSPECTROSCOPY IN BIOLOGY AND MEDICINEФотофизика стирилцианиновых молекулярных зондов в растворах поверхностно-активных веществPhotophysics of Styrylcyanine Molecular Probes in Solutions of SurfactantsЯрмухамедовА. Ш.YarmukhamedovA. Sh.

Самарканд

Samarkand

КурталиевЭ. Н.KurtalievE. N.

Самарканд

Samarkand

kurtaliev@rambler.ruХаировИ. Д.KhairovI. D.

Самарканд

Samarkand

НизомовН.NizomovN.

Самарканд

Samarkand

Самаркандский государственный университет им. Ш. РашидоваSh. Rashidov Samarkand State University202526112025926793801Copyright © Ярмухамедов А.Ш., Курталиев Э.Н., Хаиров И.Д., Низомов Н., 20252025Ярмухамедов А.Ш., Курталиев Э.Н., Хаиров И.Д., Низомов Н.Yarmukhamedov A.S., Kurtaliev E.N., Khairov I.D., Nizomov N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/2028

Методами абсорбционной и флуоресцентной спектроскопии изучена природа взаимодействия красителя Sbо (E)-2-(4-(диметиламино)стирил)-3-метилбензо[d]оксазол-3-иодида и его гомодимера Dbо-10 с мицеллами додецилсульфата натрия (SDS), цетилтриметиламмония бромида (СТАВ) и Тритона Х-100 (ТХ-100). Проанализирован механизм тушения флуоресценции красителя Sbo при образовании комплексов с мономерами SDS. Определены изменение свободной энергии (∆G0) и константы связывания (KS) молекул красителей с поверхностно-активными веществами. Проведены квантовохимические расчеты зарядового распределения и потенциальной энергии основного и возбужденного состояний молекулы красителей, на основании которых объясняется увеличение квантового выхода и времени жизни возбужденного состояния в мицеллах. На основе полученных результатов выявлено, что молекулы красителей локализуются в малополярной среде мицелл, где они изолированы от молекул воды.

The nature of the interaction of the dye Sbо ((E)-2-(4-(dimethylamino)styryl)-3-methylbenzo[d]oxazol-3ium iodide) and its homodimer Dbо-10 with micelles of sodium dodecyl sulfate (SDS), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and Triton X-100 (TX-100) has been studied using absorption and fluorescence spectroscopy. The mechanism of fluorescence quenching of Sbo dye during the formation of complexes with SDS monomers was analyzed. Binding constants (KS) of dye molecules with surfactants and free energy changes (∆G0) for the probe-micelle binding process were determined. Quantum-chemical calculations of the charge distribution and potential energy of the ground and excited states of the dye molecules were carried out, on the basis of which the increase in the values of the quantum yield and the fluorescence lifetime in micelles is explained. Based on the results obtained, it was revealed that dye molecules are localized in the low-polar environment of micelles, where they are isolated from water molecules.

поглощениефлуоресценцияквантовый выходкинетика затуханиявремя жизни возбужденного состоянияповерхностно-активное веществомицеллаabsorptionfluorescencequantum yielddecay kineticsexcited state lifetimesurfactantmicelleReferencesN. Saxena, A. Goswami, P. K. Dhodapkar, M. C. Nihalani, A. Mandal. J. Pet. Sci. Eng., 176 (2019) 299—311, https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.01.052[1] N. Saxena, A. Goswami, P. K. Dhodapkar, M. C. Nihalani, A. Mandal. J. Pet. Sci. Eng., 176 (2019) 299—311, https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.01.052S. Kiani, S. E. Rogers, M. Sagisaka, A. Shirin, A. R. Barron. Energy Fuels, 33 (2019) 3162—3175, https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.9b00391[2] S. Kiani, S. E. Rogers, M. Sagisaka, A. Shirin, A. R. Barron. Energy Fuels, 33 (2019) 3162—3175, https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.9b00391D. R. Pokhrel, M. K. Sah, B. Gautam, H. K. Basak, A. Bhattarai, A. Chatterjee. RSC Adv., 13 (2023) 17685—17704, https://doi.org/10.1039/D3RA02883F[3] D. R. Pokhrel, M. K. Sah, B. Gautam, H. K. Basak, A. Bhattarai, A. Chatterjee. RSC Adv., 13 (2023) 17685—17704, https://doi.org/10.1039/D3RA02883FN. Azum, M. M. Alotaibi, M. Ali, M. A. Rub, H. M. Marwani, A. Alamry, A. M. Asiri. J. Mol. Liq., 370 (2023) 121057—121065, doi: 10.1016/j.molliq.2022.121057[4] N. Azum, M. M. Alotaibi, M. Ali, M. A. Rub, H. M. Marwani, A. Alamry, A. M. Asiri. J. Mol. Liq., 370 (2023) 121057—121065, doi: 10.1016/j.molliq.2022.121057C. N. Kassa, L. T. Salviatto, A. C. Tortamano, K. S. Rost-Lima, C. A. Damante, C. Pavani, A. Deana, I. T. Kato, M. Wainwright, R. A. Prates. Photodiagnosis Photodyn. Ther., 41 (2023) 103194—103199, https://doi.org/10.1016/j.pdpdt.2022.103194[5] C. N. Kassa, L. T. Salviatto, A. C. Tortamano, K. S. Rost-Lima, C. A. Damante, C. Pavani, A. Deana, I. T. Kato, M. Wainwright, R. A. Prates. Photodiagnosis Photodyn. Ther., 41 (2023) 103194—103199, https://doi.org/10.1016/j.pdpdt.2022.103194S. Iravani. RSC Sustain, 1 (2023) 72—82, https://doi.org/10.1039/D2SU00088A[6] S. Iravani. RSC Sustain, 1 (2023) 72—82, https://doi.org/10.1039/D2SU00088AА. В. Лавыш, А. И. Сулацкая, А. А. Луговский, Е. С. Воропай, И. М. Кузнецова, К. К. Туроверов, А. А. Маскевич. Журн. прикл. спектр., 81, № 2 (2014) 209—218 https://doi.org/10.1007/s10812-014-9911-z[7] A. V. Lavysh, A. I. Sulatskaya, A. A. Lugovskii, E. S. Voropay, I. M. Kuznetsova, K. K. Turoverov, A. A. Maskevich. J. Appl. Spectr., 81, N 2 (2014) 205—213, https://doi.org/10.1007/s10812-014-9911-zSh. Sasaki, Y. Niko, A. S. Klymchenko, G. Konishi. Tetrahedron, 70, N 41 (2014) 7551—7559 https://doi.org/10.1016/j.tet.2014.08.002[8] Sh. Sasaki, Y. Niko, A. S. Klymchenko, G. Konishi. Tetrahedron, 70, N 41 (2014) 7551—7559 https://doi.org/10.1016/j.tet.2014.08.002D. Sahoo, S. Chakravorti. J. Photochem. Photobiol., 85 (2009) 1103—1109 https://doi.org/10.1021/jp407342q[9] D. Sahoo, S. Chakravorti. J. Photochem. Photobiol., 85 (2009) 1103—1109 https://doi.org/10.1021/jp407342qG. B. Behera, P. K. Behera, B. K. Mishra. J. Surf. Sci. Technol., 23 (2007) 1—31[10] G. B. Behera, P. K. Behera, B. K. Mishra. J. Surf. Sci. Technol., 23 (2007) 1—31V. B. Kovalska, D. V. Kryvorotenko, A. O. Balanda, M. Yu. Losytskyy, V. P. Tokar, S. M. Yarmoluk. Dyes Pigm., 67 (2005) 47—54, https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2004.10.007[11] V. B. Kovalska, D. V. Kryvorotenko, A. O. Balanda, M. Yu. Losytskyy, V. P. Tokar, S. M. Yarmoluk. Dyes Pigm., 67 (2005) 47—54, https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2004.10.007N. Nizomov, E. N. Kurtaliev, Sh. N. Nizamov, G. Khodjaev. J. Mol. Struct., 936 (2009) 199—205, https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2009.07.040[12] N. Nizomov, E. N. Kurtaliev, Sh. N. Nizamov, G. Khodjaev. J. Mol. Struct., 936 (2009) 199—205, https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2009.07.040E. N. Kurtaliev. Spectrochim. Acta: Mol. Biomol. Spectrosc., 81 (2011) 449—457, https://doi.org/10.1016/j.saa.2011.06.036[13] E. N. Kurtaliev. Spectrochim. Acta: Mol. Biomol. Spectrosc., 81 (2011) 449—457, https://doi.org/10.1016/j.saa.2011.06.036E. N. Kurtaliev, N. N. Nizomov, A. Sh. Yarmukhamedov. J. Mol. Struct., 1203 (2020) 127395—127403, https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2019.127395[14] E. N. Kurtaliev, N. N. Nizomov, A. Sh. Yarmukhamedov. J. Mol. Struct., 1203 (2020) 127395—127403, https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2019.127395F. L. Arbeloa, P. R. Ojeda, I. L. Arbeloa. J. Lumin., 44 (1989) 105—112, https://doi.org/10.1016/0022-2313(89)90027-6[15] F. L. Arbeloa, P. R. Ojeda, I. L. Arbeloa. J. Lumin., 44 (1989) 105—112, https://doi.org/10.1016/0022-2313(89)90027-6http://www.openmopac.net.[16] http://www.openmopac.net.J. P. Stewart. J. Comp. Aided Mol. Desing, 4 (1990) 1—103, https://doi.org/10.1007/BF00128336[17] J. P. Stewart. J. Comp. Aided Mol. Desing, 4 (1990) 1—103, https://doi.org/10.1007/BF00128336J. R. Lakowich. Principles of Fluorescence Spectroscopy, New York, Plenum Press (2006)[18] J. R. Lakowich. Principles of Fluorescence Spectroscopy, New York, Plenum Press (2006)R. K. Mitra, S. S. Sinha. J. Fluores., 18 (2008) 423—432, https://doi.org/10.1007/s10895-007-0282-1[19] R. K. Mitra, S. S. Sinha. J. Fluores., 18 (2008) 423—432, https://doi.org/10.1007/s10895-007-0282-1S. Mondal, B. Doloi, S. Ghosh. Fluid Phase Equilibria, 360 (2013) 180—187, https://doi.org/10.1016/j.fluid.2013.09.049[20] S. Mondal, B. Doloi, S. Ghosh. Fluid Phase Equilibria, 360 (2013) 180—187, https://doi.org/10.1016/j.fluid.2013.09.049S. K. Das, A. Bansal, S. K. Dogra. Bull. Chem. Soc. Jpn., 70 (1997) 307—313[21] S. K. Das, A. Bansal, S. K. Dogra. Bull. Chem. Soc. Jpn., 70 (1997) 307—313S. Nigam, M. Belletete, R. S. Sarpal, G. Durocher. J Chem. Soc. Faraday Trans., 91 (1995) 2133—2139, https://doi.org/10.1039/FT9959102133[22] S. Nigam, M. Belletete, R. S. Sarpal, G. Durocher. J Chem. Soc. Faraday Trans., 91 (1995) 2133—2139, https://doi.org/10.1039/FT9959102133M. S. Bakshi. Cryst. Growth. Des., 16 (2016) 1104—1133, https://doi.org/10.1021/acs.cgd.5b01465[23] M. S. Bakshi. Cryst. Growth. Des., 16 (2016) 1104—1133, https://doi.org/10.1021/acs.cgd.5b01465A. R. Tehrani-Bagha, K. Holmberg. Materials, 6 (2013) 580—608, https://doi.org/10.3390/ma6020580[24] A. R. Tehrani-Bagha, K. Holmberg. Materials, 6 (2013) 580—608, https://doi.org/10.3390/ma6020580G. Karlstrom, B. Halle. J. Chem. Soc. Faraday Trans., 1 (1989) 1049—1063[25] G. Karlstrom, B. Halle. J. Chem. Soc. Faraday Trans., 1 (1989) 1049—1063T. S. Singh, S. Mitra. J. Colloid Interface Sci., 311 (2007) 128—134, https://doi.org/10.1016/j.jcis.2007.02.046[26] T. S. Singh, S. Mitra. J. Colloid Interface Sci., 311 (2007) 128—134, https://doi.org/10.1016/j.jcis.2007.02.046A. I. Sulatskaya, M. I. Sulatsky, O. I. Povarova, N. P. Rodina, I. M Kuznetsova, A. A. Lugovskii, E. S. Voropay, A. V. Lavysh, A. A. Maskevich, K. K. Turoverov. Dyes Pigm., 157 (2018) 385—395, https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2018.05.006[27] A. I. Sulatskaya, M. I. Sulatsky, O. I. Povarova, N. P. Rodina, I. M Kuznetsova, A. A. Lugovskii, E. S. Voropay, A. V. Lavysh, A. A. Maskevich, K. K. Turoverov. Dyes Pigm., 157 (2018) 385—395, https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2018.05.006

The authors declare that there are no conflicts of interest present.