Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2020, выпуск 11 » Статья стр. 1627
<<<>>>
Спектральные свойства индотрикарбоцианинового красителя в процессе самоорганизации его H*- и J-агрегатов
DOI: 10.21883/OS.2020.11.50165.84-20
Переводная версия: 10.1134/S0030400X20110053
State Program of Scientific Research of the Republic of Belarus, Chemical Technologies and Materials, Assignment 5.23
State Program of Scientific Research of the Republic of Belarus, Photonics, Opto- and Microelectronics, Assignment 1.2.10
Белько Н.В.1,2, Самцов М.П.1,2, Луговский А.А.1,2
1Белорусский государственный университет, Минск, Республика Беларусь
2Институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко Белорусского государственного университета, Минск, Республика Беларусь
Email: nikita.belko@gmail.com, samtsov@mail.ru, lugovski@bsu.by
Выставление онлайн: 20 августа 2020 г.
PDF версия
Приведены результаты исследований процесса самоорганизации H*- и J-агрегатов индотрикарбоцианинового красителя в фосфатно-солевом буфере. Установлено, что для исследованного красителя при pH 7.0 наблюдается образование нелюминесцирующих H*-агрегатов с полосой поглощения при 516 nm и с полушириной 35 nm (1303 cm-1), а J-агрегаты практически отсутствуют. При pH 7.4 H*-агрегаты красителя не образуются, но наблюдается самоорганизация J-агрегатов с полосой поглощения при 777 nm и с полушириной 30 nm (497 cm-1); квантовый выход их фотолюминесценции не превышает 10-6. Установлено, что изменение температуры раствора с 20 до 31oC сокращает время самоорганизации H*-агрегатов в 25 раз. Повышение температуры растворов c 20 до 80oC приводит к распаду как H*-, так и J-агрегатов; температура, при которой оптическая плотность в максимуме полосы поглощения H*-агрегатов уменьшается вдвое, составляет 37oC, а полосы J-агрегатов - 32oC. Показано, что в спектральной области 400-480 nm проявляются полосы поглощения вследствие переходов в высокие электронно-возбужденные состояния агрегатов красителя. Ключевые слова: полиметиновые красители, фосфатно-солевой буфер, самоорганизация, J-агрегаты, H*-агрегаты, электронные спектры.
  1. Mujumdar R.B., Ernst L.A., Mujumdar S.R., Lewis C.J., Waggoner A.S. // Bioconjugate Chem. 1993. V. 4. N 2. P. 105. doi 10.1021/bc00020a001
  2. Mooi S.M., Heyne B. // Langmuir. 2012. V. 28. N 48. P. 16524. doi 10.1021/la3034885
  3. Sheng Z., Hu D., Xue M., He M., Gong P., Cai L. // Nano-Micro Lett. 2013. V. 5. N 3. P. 145. doi 10.1007/BF03353743
  4. Sano K., Nakajima T., Ali T., Bartlett D.W., Wu A.M., Kim I., Paik C.H., Choyke P.L., Kobayashi H.J. // Biomed. Opt. 2013. V. 18. N 10. P. 103041. doi 10.1117/1.JBO.18.10.101304
  5. Watanabe R., Sato K., Hanaoka H., Harada T., Nakajima T., Kim I., Paik C.H., Wu A.M., Choyke P.L., Kobayashi H. // ACS Med. Chem. Lett. 2014. V. 5. N 4. P. 411. doi 10.1021/ml400533y
  6. Istomin Y.P., Alexandrova E.N., Zhavrid E.A., Voropay E.S., Samtsov M.P., Kaplevsky K.N., Lugovsky A.P., Lugovsky A.А. // Exp. Oncology. 2006. V. 28. N 1. P. 80
  7. Yuan A., Wu J., Tang X., Zhao L., Xu F., Hu Y. // J. Pharm. Sci. 2013. V. 102. N 1. P. 6. doi 10.1002/jps.23356
  8. Yi X., Wang F., Qin W., Yang X., Yuan J. // Int. J. Nanomedicine. 2014. V. 9. P. 1347
  9. Lugovski A.A., Samtsov M.P., Kaplevsky K.N., Tarasau D., Voropay E.S., Petrov P.T., Istomin Yu.P. // J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2016. V. 316. P. 31. doi 10.1016/j.jphotochem.2015.10.008
  10. Самцов М.П., Тарасов Д.С., Горященко А.С., Казачкина Н.И., Жердева В.В., Cавицкий А.П., Меерович И.Г. // Журн. Бел. гос. ун-та. Физика. 2018. N 1. С. 33
  11. Самцов М.П., Тарасов Д.С., Воропай Е.С., Ляшенко Л.С., Петров П.Т., Насек В.М., Савин А.О., Зильберман Р.Д. // Журн. Бел. гос. ун-та. Физика. 2019. N 1. С. 19
  12. Wurthner F., Wortmann R., Meerholz K. // ChemPhysChem. 2002. V. 3. N 1. P. 17. doi 10.1002/1439-7641(20020118)3: 1<17::AID-CPHC17>3.0.CO;2-N
  13. Tolmachev O.I., Pilipchuk N.V., Kachkovsky O.D., Slominski Yu.L., Gayvoronsky V.Ya., Shepelyavyy E.V., Yakunin S.V., Brodyn M.S. // Dyes and Pigments. 2007. V. 74. N 1. P. 195. doi 10.1016/j.dyepig.2006.01.048
  14. Barlow S., Bredas J.L., Getmanenko Yu.A., Gieseking R.L., Hales J.M., Kim H., Marder S.R., Perry J.W., Risko C., Zhang Y. // Mater. Horiz. 2014. V. 1. N 6. P. 577. doi 10.1039/C4MH00068D
  15. Herz H. // Adv. Coll. Interface Sci. 1977. V. 8. N 3. P. 237. doi 10.1016/0001-8686(77)80011-0
  16. Parton R.L., Lenhard J.R. // J. Org. Chem. 1990. V. 55. N 3. P. 49. doi 10.1021/jo00288a011
  17. Mishra A., Behera R.K., Behera P.K., Mishra B.K., Behera G.P. // Chem. Rev. 2000. V. 100. N 6. P. 1973. doi 10.1021/cr990402t
  18. Chibisov A.K. // High Energy Chem. 2007. V. 41. N 3. P. 200. doi 10.1134/S0018143907030071
  19. Shklyarevskiy I.O., Christiansen P.C.M., Aret E., Meekes H., Vlieg E., Deroover G., Callant P., Van Meervelt L., Maan J.C. // J. Phys. Chem. B. 2004. V. 108. N 42. P. 16386. doi 10.1021/jp049945j
  20. Dietze D.R., Mathies R.A. // J. Phys. Chem. C. 2015. V. 119. N 18. P. 9980. doi 10.1021/acs.jpcc.5b02686
  21. Ishchenko A.A. // Russ. Chem. Rev. 1991. V. 60. N 80. P. 865. doi 10.1070/RC1991v060n08ABEH001116
  22. Yuzhakov V.I. // Russ. Chem. Rev. 1992. V. 61. N 6. P. 613. doi 10.1070/RC1992v061n06ABEH000988
  23. Chibisov A.K., Gorner H., Slavnova T.D. // Chem. Phys. Lett. 2004. V. 309. N 1--3. P. 240. doi 10.1021/jp058014k
  24. Didraga C., Pugzlys A., Hania P.R., Von Berlepsch H., Duppen K., Knoester J. // J. Phys. Chem. B. 2004. V. 108. N 39. P. 14976. doi 10.1021/jp048288s
  25. Pugzlys A., Augulis R., Van Loosdrecht P.H.M., Didraga C., Malyshev V.A., Knoester J. // J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. N 41. P. 20268. doi 10.1021/jp062983d
  26. Von Berlepsch H., Kirstein S., Hania R., Pugzlys A., Boettcher C. // J. Phys. Chem. B. 2007. V. 11. N 7. P. 1701. doi 10.1021/jp065826n
  27. Shapiro B.I., Belonozhkina E.A., Kuz'min V.A. // Nanotechnol. Russia. 2009. V. 4. N 1--2. P. 38. doi 10.1134/S1995078009010042
  28. Spano F.C. // J. Am. Chem. Soc. 2009. V. 131. N 12. P. 4267. doi 10.1021/ja806853v
  29. Eisele D.M., Knoester J., Kirstein S., Rabe J.P., Vanden Bout D.A. // Nat. Nanotechnol. 2009. V. 4. N 10. P. 658. doi 10.1038/nnano.2009.227
  30. Khouri S.J., Buss V. // J. Solution Chem. 2010. V. 39. N 1. P. 121. doi 10.1007/s10953-009-9476-2
  31. Spano F.C. // Acc. Chem. Res. 2010. V. 43. N 3. P. 429. doi 10.1021/ar900233v
  32. Wurthner F., Kaiser T.E., Saha-Moller C.R. // Angew. Chem. Int. Ed. 2011. V. 50. N 15. P. 3376. doi 10.1002/anie.201002307
  33. Eisele D.M., Cone C.W., Bloemsma E.A., Vlaming S.M., Van der Kwaak C.G.F., Silbey R.J., Bawendi M.G., Knoester J., Rabe J.P., Vanden Bout D.A. // Nat. Chem. 2012. V. 4. N 8. P. 655. doi 10.1038/nchem.1380
  34. Von Berlepsch H., Bottcher C. // Langmuir. 2013. V. 29. N 16. P. 4948. doi 10.1021/la400417d
  35. Clark K.A., Krueger E.L., Vanden Bout D.A. // J. Phys. Chem. C. 2014. V. 118. N 42. P. 24325. doi 10.1021/jp507791q
  36. Sato N., Fujimura T., Shimada T., Tani T., Takagi S. // Tetrahedron Lett. 2015. V. 56. N 22. P. 2902. doi 10.1016/j.tetlet.2015.04.084
  37. Megow J., Rohr M.I.S., Schmidt am Busch M., Renger T., Mitric R., Kirstein S., Rabe J.P., May V. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2015. V. 17. N 10. P. 6741. doi 10.1039/C4CP05945J
  38. Caram J.R., Doria S., Eisele D.M., Freyria F.S., Sinclair T.S., Rebentrost P., Lloyd S., Bawendi M.G. // Nano Lett. 2016. V. 16. N 11. P. 6808. doi 10.1021/acs.nanolett.6b02529
  39. Milota F., Prokhorenko V.I., Mancal T., Von Berlepsch H., Bixner O., Kauffmann H.F., Hauer J. // J. Phys. Chem. A. 2013. V. 117. N 29. P. 6007. doi 10.1021/jp3119605
  40. Von Berlepsch H., Bottcher C. // J. Chem. Phys. B. 2015. V. 119. N 35. P. 11900. doi 10.1021/acs.jpcb.5b05576
  41. Takazawa K., Kitahama Y., Kimura Y. // Chem. Commun. 2004. V. 20. P. 2272. doi 10.1039/B409690H
  42. Takazawa K., Kitahama Y., Kimura Y., Kido G. // Nano Lett. 2005. V. 5. N 7. P. 1293. doi 10.1021/nl050469y
  43. Qiao Y., Polzer F., Kirmse H., Steeg E., Kirstein S., Rabe J.P. // J. Mater. Chem. C. 2014. V. 2. N 43. P. 9141. doi 10.1039/C4TC01724B
  44. Qiao Y., Polzer F., Kirmse H., Steeg E., Kuhn S., Friede S., Kirstein S., Rabe J.P. // ACS Nano. 2015. V. 9. N 2. P. 1552. doi 10.1021/nn506095g
  45. Qiao Y., Polzer F., Kirmse H., Kirstein S., Rabe J.P. // Chem. Commun. 2015. V. 51. N 60. P. 11980. doi 10.1039/C5CC00901D
  46. Kawasaki M., Aoyama S. // Chem. Commun. 2004. V. 8. P. 988. doi 10.1039/B400071D
  47. Ma X., Hua J., Wu W., Jin Y., Meng F., Zhan W., Tian H. // Tetrahedron. 2008. V. 64. N 2. P. 345. doi 10.1016/j.tet.2007.10.094
  48. Jordan A.N., Das S., Siraj N., De Rooy S.L., Li M., El-Zahab B., Chandler L., Baker G.A., Warner I.M. // Nanoscale. 2012. V. 4. N 16. P. 5031. doi 10.1039/C2NR30432E
  49. Yoshida A., Uchida N., Noritsugu K. // Langmuir. 2009. V. 25. N 19. P. 11802. doi 10.1021/la901431r
  50. Achyuthan K.E., Achyuthan A.M., Brozik S.M., Dirk S.M., Lujan T.R., Romero J.M., Harper J.C. // Anal. Sci. 2012. V. 28. N 5. P. 433. doi 10.2116/analsci.28.433
  51. Toropov N.A., Parfenov P.S., Vartanyan T.A. // J. Phys. Chem. C. 2014. V. 118. N 31. P. 18010. doi 10.1021/jp505234j
  52. Moll J., Daehne S., Durrant J.R., Wiersma D.A. // J. Chem. Phys. 1995. V. 102. N 16. P. 6362. doi 10.1063/1.1703017
  53. Birkan B., Gulen D., Ozcelik S. // J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. N 22. P. 10805. doi 10.1021/jp0573846
  54. Walker B.J., Dorn A., Bulovic V., Bawendi M.G. // Nano Lett. 2011. V. 11. N 7. P. 2655. doi 10.1021/nl200679n
  55. Von Berlepsch H., Bottcher C. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2018. V. 20. N 28. P. 18969. doi 10.1039/C8CP03378A
  56. Kasha M., Rawls H.R., Ashraf El-Bayoumi M. // Pure Appl. Chem. 1965. V. 11. N 3--4. P. 371. doi 10.1002/anie.201002307
  57. Rosch U., Yao S., Wortmann R., Wurthner F. // Angew. Chem. Int. Ed. 2006. V. 45. N 42. P. 7026. doi 10.1002/anie.200602286
  58. Fang Q., Wang F., Zhao H., Liu X., Tu R., Wang D., Zhang Z. // J. Phys. Chem. B. 2008. V. 112. N 10. P. 2837. doi 10.1021/jp710262q
  59. Ryu N., Okazaki Y., Pouget E., Takafuji M., Nagaoka S., Ihara H., Oda R. // Chem. Commun. 2017. V. 53. N 63. P. 8870. doi 10.1039/C7CC04484D
  60. Ruban A.V., Horton P., Young A.J. // J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 1993. V. 21. N 2--3. P. 229. doi 10.1016/1011-1344(93)80188-F
  61. Asanuma H., Shirasuka K., Takarada T., Kashida H., Komiyama M. // J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125. N 8. P. 2217. doi 10.1021/ja021153k
  62. Egorov V.V. // AIP Advances. 2014. V. 4. N 7. P. 077111. doi 10.1063/1.4889897
  63. Egorov V.V. // Royal Soc. Open Sci. 2017. V. 4. N 5. P. 160550. doi 10.1098/rsos.160550
  64. Белько Н.В., Самцов М.П., Гусаков Г.А., Тарасов Д.С., Луговский А.А., Воропай Е.С. // Журн. прикл. спектр. 2018. Т. 85. N 6. С. 868--878; Belko N.V., Samtsov M.P., Gusakov G.A., Tarasau D.S., Lugovski A.A., Voropay E.S. // J. Appl. Spectr. 2019. V. 85. N 6. P. 997--1005. doi 10.1007/s10812-019-00753-0
  65. Jelley E.E. // Nature. 1936. V. 138. N 3502. P. 1009. doi 10.1038/1381009a0
  66. Jelley E.E. // Nature. 1937. V. 139. N 3519. P. 631. doi 10.1038/139631b0
  67. Scheibe G. // Angew. Chem. 1937. V. 50. N 11. P. 212--219. doi 10.1002/ange.19370501103
  68. De Boer S., Wiersma D.A. // Chem. Phys. Lett. 1990. V. 165. N 1. P. 45. doi 10.1016/0009-2614(90)87010-O
  69. Kamalov V.F., Struganova I.A., Tani T., Yoshihara K. // Chem. Phys. Lett. 1994. V. 220. N 3--5. P. 257. doi 10.1016/0009-2614(94)00169-3
  70. Struganova I.A., Lim H., Morgan S.A. // J. Phys. Chem. B. 2002. V. 106. N 42. P. 11047. doi 10.1021/jp013511w
  71. Ермолаева Г.М., Маслов В.Г., Орлова А.О., Панфутова А.С., Розанов Н.Н., Файнберг Б.Д., Шахвердов Т.А., Шилов В.Б. // Опт. и спектр. 2011. Т. 110. N 6. С. 923--931; Ermolaeva G.M., Maslov V.G., Orlova A.O., Panfutova A.S., Rosanov N.N., Fainberg B.D., Shakhverdov T.A., Shilov V.B. // Opt. Spectrosc. 2011. V. 110. N 6. P. 871. doi 10.1134/S0030400X11060075
  72. Renge I., Wild U.P. // J. Phys. Chem. A. 1997. V. 101. N 43. P. 7977. doi 10.1021/jp971371d
  73. Struganova I.A., Hazell M., Gaitor J., McNally-Carr D., Zivanovic S. // J. Phys. Chem. A. 2003. V. 107. N 15. P. 2650--2656. doi 10.1021/jp0223004
  74. Mooi S.M., Keller S.N., Heyne B. // Langmuir. 2014. V. 30. N 32. P. 9654. doi 10.1021/la502124b
  75. Liu M., Kira A. // Thin Solid Films. 2000. V. 359. N 1. P. 104. doi 10.1016/S0040-6090(99)00728-2
  76. Peyratout C., Daehne L. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2002. V. 4. N 13. P. 3032. doi 10.1039/B111581B
  77. Peyratout C., Donath E., Daehne L. // Photochem. Photobiol. Sci. 2002. V. 1. N 2. P. 87. doi 10.1039/B107199H
  78. Misawa K., Ono H., Minoshima K., Kobayashi T. // Appl. Phys. Lett. 1993. V. 63. N 5. P. 577. doi 10.1063/1.109954
  79. Scheblykin I.G., Lepnev L.S., Vitukhnovsky A.G., Van der Auweraer M. // J. Lumin. 2001. V. 94. P. 461. doi 10.1016/S0022-2313(01)00337-4
  80. Zakharova G.V., Kombaev A.R., Chibisov A.K. // High Energy Chem. 2004. V. 38. N 3. P. 180. doi 10.1023/B:HIEC.0000027656.34492.e2
  81. Chibisov A.K., Prokhorenko V.I., Gorner H. // Chem. Phys. 1999. V. 250. N 1. P. 47. doi 10.1016/S0301-0104(99)00245-1
  82. Von Berlepsch H., Bottcher C., Ouart A., Regenbrecht M., Akari S., Keiderling U., Schnablegger H., Dahne S., Kirstein S. // Langmuir. 2000. V. 16. N 14. P. 5908. doi 10.1021/la000014i
  83. Tatikolov A.S., Costa S.M. // Chem. Phys. Lett. 2001. V. 346. N 3--4. P. 233--240. doi 10.1016/S0009-2614(01)00969-1
  84. Хлудеев И.И., Самцов М.П., Белько Н.В., Дик С.К. // Медэлектроника-2018. Средства медицинской электроники и новые медицинские технологии. Сб. науч. статей XI Междунар. науч.-техн. конф. Минск, 5--6 декабря 2018 г. УО "Бел. гос. ун-т информатики и радиоэлектроники", 2018. С. 215
  85. Yagai S., Seki T., Karatsu T., Kitamura A., Wurthner F. // Angew. Chem. Int. Ed. 2008. V. 47. N 18. P. 3367. doi 10.1002/anie.200705385
  86. Sarbu A., Biniek L., Guenet J.M., Mesini P.J., Brinkmann M. // J. Mater. Chem. C. 2015. V. 3. N 6. P. 1235. doi 10.1039/C4TC02444C
  87. Khairutdinov R.F., Serpone N. // J. Phys. Chem. B. 1997. V. 101. N 14. P. 2602. doi 10.1021/jp9621134
  88. Collins K.D., Neilson G.W., Enderby J.E. // Biophys. Chem. 2007. V. 128. N 2--3. P. 95--104. doi 10.1016/j.bpc.2007.03.009
  89. Воропай Е.С., Самцов М.П., Ляшенко Л.С. // Журн. Бел. гос. ун-та. Физика. 2017. N 1. С. 28
  90. Rurack K., Spieles M. // Anal. Chem. 2011. V. 83. N 4. P. 1232. doi 10.1021/ac101329h
  91. Svetlichnyi V.A., Samtsov M.P., Bazyl' O.K., Smirnov O.V., Mel'nikov D.G., Lugovskii A.P. // J. Appl. Spectr. 2007. V. 74. N 4. P. 524--532. doi 10.1007/s10812-007-0083-y" Chibisov A.K., Zakharova G.V., Gorner H. // Phys. Chem. Chem. Phys. 1999. V. 1. N 7. P. 1455. doi 10.1039/A809354G
  92. Von Berlepsch H., Bottcher C., Dahne L. // J. Phys. Chem. B. 2000. V. 104. N 37. P. 8792. doi 10.1021/jp000085q

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme