zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-704Research ArticleСтатьиДИПОДАЛЬНЫЙ МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ СЕНСОР ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ Nа(I)DIPODAL MOLECULAR DEVICE AS FLUORESCENT SENSOR FOR Na(I) DETECTIONDangiV.DangiVijay

Курукшетра, Харьяна-136119

Kurukshetra, Haryana-136119

BaralM.BaralMinati

Курукшетра, Харьяна-136119

Kurukshetra, Haryana-136119

minatibnitkkr@gmail.comKanungoB. K.KanungoB. K.

Лонговал-148106

Longowal-148106

Национальный технологический институтNational Institute of Technology, Department of ChemistryИнженерно-технологический институт Сант ЛонговалSant Longowal Institute of Engineering and Technology, Department of Chemistry202002112020875821831Copyright © Dangi V., Baral M., Kanungo B.K., 20202020Dangi V., Baral M., Kanungo B.K.Dangi V., Baral M., Kanungo B.K.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/704

Разработан диподальный флуоресцентный датчик N1 ,N3 -бис(2-(2,3,4-тригидроксибензилиден) амино) этилмалонамид (MEP), подходящий для практического измерения концентрации натрия, и охарактеризован несколькими спектроскопическими методами. Конструкция диподального каркаса включает в себя центральную единицу, спейсер и флуорофорную составляющую в качестве структурных ключевых особенностей. Датчик флуоресценции MEP использует механизм фотоиндуцированного переноса электронов и показывает превосходную селективность по Na(I) среди других ионов биологически и экологически важных металлов, а именно Na(I), K(I), Al(III), Cr(III), Fe(III), Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) и Zn(II) в ДМСО, демонстрируя заметное увеличение интенсивности флуоресценции с 345.5 до 705.5 отн. ед. при λmax = 532.9 нм. Стехиометрия связывания 1:2 между лигандом и ионом Na(I) подтверждена зависимостями Штерна-Фольмера и Хилла. Константа ассоциации для лиганда с ионом металлического натрия очень высокая — 7.7×106 М–2 , что может быть связано с захватом ионов натрия в псевдополости лиганда, созданными взаимодействием лиганда и ионов натрия. Исследованы потенциальные применения лиганда для обнаружения ионов Na(I) в экологических и промышленных приложениях.

A novel dipodal fluorescent sensor, N1 ,N3 -bis(2-(2,3,4-trihydroxybenzylidene)amino)ethylmalonamide (MEP), suitable for the practical measurement of sodium concentration has been successfully developed and characterized by several spectroscopic techniques. The design of the dipodal scaffold includes a central unit, spacer, and fluorophore moiety as structural key features. The fluorescence sensor MEP adopts a photoinduced electron transfer mechanism and shows excellent selectivity for Na(I) among other biologically and environmentally important metal ions, viz., Na(I), K(I), Al(III), Cr(III), Fe(III), Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), and Zn(II) in DMSO by demonstrating a remarkable enhancement in the fluorescence intensity from 345.5 to 705.5 a.u. at λmax = 532.9 nm. The 1:2 binding stoichiometry between the ligand and Na(I) ion was confirmed by Stern–Volmer and Hill Plot. The association constant determined for the ligand with the sodium metal ion is found to be very high, 7.7×106 M–2 , which may be attributed to the trapping of sodium ions into the pseudo cavities of the ligand created by interaction of the ligand and sodium ions. The studies explore potential applications of the ligand for Na(I) ions detection in environmental and industrial applications.

диподальный хелаторпирогаллолфлуоресценцияфотоиндуцированный перенос электроновсенсорdipodal chelatorpyrogallolfluorescencephotoinduced electron transfersensorReferencesA. P. de Silva, H. Q. Gunaratne, T. Gunnlaugsson, A. J. Huxley, C. P. McCoy, J. T. Rademacher, T. E. Rice, Chem. Rev., 97, 1515–1566 (1997).A. P. de Silva, H. Q. Gunaratne, T. Gunnlaugsson, A. J. Huxley, C. P. McCoy, J. T. Rademacher, T. E. Rice, Chem. Rev., 97, 1515–1566 (1997).J. F. Callan, A. P. de Silva, D. C. Magri, Tetrahedron, 61, 8551–8588 (2005).J. F. Callan, A. P. de Silva, D. C. Magri, Tetrahedron, 61, 8551–8588 (2005).А. Coskun, M. Banaszak, R. D. Astumian, J. F. Stoddart, B. A. Grzybowski, Chem. Soc. Rev., 41, 19–30 (2012).А. Coskun, M. Banaszak, R. D. Astumian, J. F. Stoddart, B. A. Grzybowski, Chem. Soc. Rev., 41, 19–30 (2012).R. Akbar, M. Baral, B. K. Kanungo, J. Coord. Chem., 71, N 1, 135–154 (2018).R. Akbar, M. Baral, B. K. Kanungo, J. Coord. Chem., 71, N 1, 135–154 (2018).M. Baral, A. Gupta, R. Akbar, B. K. Kanungo, J. Appl. Chem., 2016, 3757418/1–3757418/10 (2016).M. Baral, A. Gupta, R. Akbar, B. K. Kanungo, J. Appl. Chem., 2016, 3757418/1–3757418/10 (2016).M. Baral, A. Gupta, B. K. Kanungo, Spectrochim. Acta A, 162, 6–15 (2016).M. Baral, A. Gupta, B. K. Kanungo, Spectrochim. Acta A, 162, 6–15 (2016).M. Burnier, Sodium in Health and Disease, Informa Healthcare, New York (2008).M. Burnier, Sodium in Health and Disease, Informa Healthcare, New York (2008).The Na+, K+ Pump, Part B: Cellular Aspects, Eds. J. C. Skou, J. G. Norby, A. B. Maunsbach, M. Esmann, A. R. Liss, Wiley, New York (1998).The Na+, K+ Pump, Part B: Cellular Aspects, Eds. J. C. Skou, J. G. Norby, A. B. Maunsbach, M. Esmann, A. R. Liss, Wiley, New York (1998).E. Murphy, D. A. Eisner, Circ. Res., 104, 292 (2009).E. Murphy, D. A. Eisner, Circ. Res., 104, 292 (2009).D. M. Bers, W. H. Barry, S. Despa, Cardiovasc. Res., 57, 897 (2003).D. M. Bers, W. H. Barry, S. Despa, Cardiovasc. Res., 57, 897 (2003).T. R. Harring, N. S. Deal, D. C. Kuo, Emerg. Med. Clin. North Am., 32, 379–401 (2014).T. R. Harring, N. S. Deal, D. C. Kuo, Emerg. Med. Clin. North Am., 32, 379–401 (2014).Z. J. Twardowski, Hemodial. Int., 12, 412–425 (2008).Z. J. Twardowski, Hemodial. Int., 12, 412–425 (2008).A. Minta, R. Y. Tsien, J. Biol. Chem., 264, 19449 (1989).A. Minta, R. Y. Tsien, J. Biol. Chem., 264, 19449 (1989).Chemosensors of Ion and Molecule Recognition; NATO ASI Series, Eds. J. P. Desvergne, A. W. Czarnik, Kluwer Academic, Dordrecht, The Netherlands (1996).Chemosensors of Ion and Molecule Recognition; NATO ASI Series, Eds. J. P. Desvergne, A. W. Czarnik, Kluwer Academic, Dordrecht, The Netherlands (1996).O. S. Wolfbeis, Fiber Optic Chemical Sensors and Biosensors, II, CRC Press, Boca Raton, FL (1991).O. S. Wolfbeis, Fiber Optic Chemical Sensors and Biosensors, II, CRC Press, Boca Raton, FL (1991).P. Gans, A. Sabatini, A. Vacca, Talanta, 43, 1739–1753 (1996).P. Gans, A. Sabatini, A. Vacca, Talanta, 43, 1739–1753 (1996).P. Gans, A. Sabatini, A. Vacca, Ann. Chim. (Rome), 89, 45–49 (1999).P. Gans, A. Sabatini, A. Vacca, Ann. Chim. (Rome), 89, 45–49 (1999).S. K. Sahoo, S. E. Muthu, M. Baral, B. K. Kanungo, Spectrochim. Acta A, 63, 574 (2006).S. K. Sahoo, S. E. Muthu, M. Baral, B. K. Kanungo, Spectrochim. Acta A, 63, 574 (2006).L. J. Bellamy, The Infra-red Spectra of Complex Molecules, 3rd ed., Chapman and Hall Ltd., London (1975).L. J. Bellamy, The Infra-red Spectra of Complex Molecules, 3rd ed., Chapman and Hall Ltd., London (1975).R. M. Silverstein, G. C. Bassler, T. C. Morrill, Spectrometric Identification of Organic Compounds, 4th ed., Wiley, New York (1981).R. M. Silverstein, G. C. Bassler, T. C. Morrill, Spectrometric Identification of Organic Compounds, 4th ed., Wiley, New York (1981).Y. K. Tsui, S. Devaraj, Y. P. Yen, Sens. Actuat. B: Chem., 161, 510–519 (2012).Y. K. Tsui, S. Devaraj, Y. P. Yen, Sens. Actuat. B: Chem., 161, 510–519 (2012).А. P. de Silva, H. Q. N. Gunaratne, J. L. Habib-Jiwan, C. P. McCoy, T. E. Rice, J. P. Soumillion, Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 34, 1728–1731 (1995).А. P. de Silva, H. Q. N. Gunaratne, J. L. Habib-Jiwan, C. P. McCoy, T. E. Rice, J. P. Soumillion, Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 34, 1728–1731 (1995).H. Huarui, M. A. Mortellaro, M. J. P. Leiner, S. T. Young, R. J. Fraatz, J. K. Tusa, Anal. Chem., 75, 549–555 (2003).H. Huarui, M. A. Mortellaro, M. J. P. Leiner, S. T. Young, R. J. Fraatz, J. K. Tusa, Anal. Chem., 75, 549–555 (2003).Graham R. C. Hamilton, Suban K. Sahoo, Sukanta Kamila, Narinder Singh, Navneet Kaur, Barry W. Hyland, John F. Callan, Chem Soc Rev., 7, N 44(13), 4415–4432 (2015).Graham R. C. Hamilton, Suban K. Sahoo, Sukanta Kamila, Narinder Singh, Navneet Kaur, Barry W. Hyland, John F. Callan, Chem Soc Rev., 7, N 44(13), 4415–4432 (2015).Y. M. Poronik, G. Clermont, M. Blanchard-Desce, D. T. Gryko, J. Org. Chem., 78, N 23, 11721–11732 (2013).Y. M. Poronik, G. Clermont, M. Blanchard-Desce, D. T. Gryko, J. Org. Chem., 78, N 23, 11721–11732 (2013).Kundan Tayade, G. Krishna Chaitanya, Jasminder Singh, Narinder Singh, Sopan Ingle, Sanjay Attarde, Anil Kuwar, J. Lumin., 154, 68–73 (2014).Kundan Tayade, G. Krishna Chaitanya, Jasminder Singh, Narinder Singh, Sopan Ingle, Sanjay Attarde, Anil Kuwar, J. Lumin., 154, 68–73 (2014).M. Everett, A. Jolleys, W. Levason, D. Pugh, G. Reid, Chem. Commun., 50, 5843–5846 (2014).M. Everett, A. Jolleys, W. Levason, D. Pugh, G. Reid, Chem. Commun., 50, 5843–5846 (2014).H. A. Benesi, J. H. Hilderbrand, J. Am. Chem. Soc., 71, 2703–2704 (1949).H. A. Benesi, J. H. Hilderbrand, J. Am. Chem. Soc., 71, 2703–2704 (1949).G. Kaur, N. Kaur, Sens Actuat. B: Chem., 265, 134–141 (2018).G. Kaur, N. Kaur, Sens Actuat. B: Chem., 265, 134–141 (2018).W. Caetano, M. Tabak, J. Colloid Interface Sci., 225, 69–81 (2000).W. Caetano, M. Tabak, J. Colloid Interface Sci., 225, 69–81 (2000).Y.-J. Hua, Y. Liua, T.-Q. Sunb, A.-M. Bai, J.-Q. Lu, Z.-B. Pi, Int. J. Biol. Macromol., 39, 280–285 (2006).Y.-J. Hua, Y. Liua, T.-Q. Sunb, A.-M. Bai, J.-Q. Lu, Z.-B. Pi, Int. J. Biol. Macromol., 39, 280–285 (2006).H. W. Jun, L. A. Luzzi, P. L. Hsu, J. Pharm. Sci., 61, N 11, 1835–1837 (1972).H. W. Jun, L. A. Luzzi, P. L. Hsu, J. Pharm. Sci., 61, N 11, 1835–1837 (1972).X. Mei, C. Wolf, J. Am. Chem. Soc., 126, 14736–14737 (2004).X. Mei, C. Wolf, J. Am. Chem. Soc., 126, 14736–14737 (2004).J. R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3rd ed., Springer, Berlin (2006).J. R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3rd ed., Springer, Berlin (2006).

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