Summary
Kreuzkonjugierten kreuzförmigen Fluorophore auf Basis von 1,4-Distyryl-2 ,5-bis (arylethinyl) benzol und benzobisoxazole Kerne verwendet werden, um qualitativ nachzuweisen verschiedenen Lewis-Säure und Lewis-basischen Analyten werden. Diese Methode beruht auf den Unterschieden in Emission Farben der cruciforms die auf Analyten zusätzlich beachtet werden. Strukturell eng verwandte Arten voneinander unterscheiden.
Abstract
Molecular cruciforms sind X-förmigen, in denen zwei Konjugation Achsen an einem zentralen Kern schneiden. Wenn eine Achse dieser Moleküle mit Elektronendonoren, und das andere mit Elektronenakzeptoren substituierte, wird cruciforms "HOMO lokalisieren entlang der elektronenreichen und LUMO entlang der elektronenarmen Achse. Diese räumliche Trennung der cruciforms "Grenze Orbitale (RGV) ist wichtig, um deren Verwendung als Sensoren, da die Bindung an den Analyten kreuzförmigen immer ändert ihren HOMO-LUMO-Abstand und die damit verbundenen optischen Eigenschaften. Mit diesem Prinzip entwickelten Bunz und Miljanić Gruppen 1,4-Distyryl-2 ,5-bis (arylethinyl) benzol und benzobisoxazole cruciforms verbunden, die als fluoreszierende Sensoren für Metallionen, Carbonsäuren, Boronsäuren, Phenole, Amine und handeln Anionen. Die Emission Farben beobachtet, wenn diese kreuzförmig gemischt mit Analyten sehr empfindlich auf die Details der Analyten Struktur und - wegen der cruciforms "Abgabe-sepABemessungsspannung angeregten Zuständen - dem Lösungsmittel, in dem Emission beobachtet. Strukturell eng verwandte Spezies kann qualitativ innerhalb mehrerer Analyten Klassen unterscheiden: (a) Carbonsäuren, (b) Boronsäure, und (c) Metalle. Mit einem Hybrid-Sensing-System von benzobisoxazol cruciforms und Boronsäure Additiven zusammengesetzt, wir waren auch in der Lage, unter strukturell ähnlich zu erkennen: (d) kleine organische und anorganische Anionen, (e) Amine und (f) Phenole. Das Verfahren für diese qualitative Unterscheidung verwendet wird, ist überaus einfach. Verdünnten Lösungen (in der Regel 10 -6 M) von cruciforms in mehreren off-the-shelf Lösungsmittel werden in UV / Vis Fläschchen platziert. Dann werden Analyten von Interesse aufgenommen, entweder direkt als Feststoffe oder in konzentrierter Lösung. Fluoreszenz-Änderungen auftreten praktisch augenblicklich und kann über Standard der digitalen Fotografie mit einem semi-professionellen digitalen Kamera in einem dunklen Raum aufgenommen werden. Mit minimalen grafischen Manipulation,Vertreter Ausschnitte der Emission Farbfotos können in Form von Tafeln, die schnell mit bloßem Auge Unterscheidung zwischen Analyten erlauben angeordnet werden. Zur Quantifizierung Zwecke können Rot / Grün / Blau-Werte aus diesen Fotos extrahiert und die erhaltenen numerischen Daten können statistisch verarbeitet werden.
Introduction
Molecular cruciforms als X-förmigen Querschnitt konjugierten Moleküle in dem zwei Konjugation Schaltungen an einem zentralen Kern schneiden definiert. 1,2,3 Mit entsprechenden Donor-Akzeptor-Substitution können diese Moleküle räumlich lokalisieren ihre Grenze Orbitale (RGV), so dass das höchste besetzte Orbital (HOMO) befindet sich überwiegend entlang der elektronenreichen Achse des Moleküls, während das niedrigste unbesetzte Molekülorbital (LUMO) hat den Großteil seiner Dichte entlang der elektronenarmen Arm des Moleküls positioniert. Solche räumlichen Trennung von RGV ist wichtig, in den Anwendungen dieser cruciforms als Sensoren für kleine Moleküle, da Analytbindung zur kreuzförmigen immer ändert ihren HOMO-LUMO-Lücke und die damit verbundenen optischen Eigenschaften. Dieses Verhalten ist in cruciforms basiert nachgewiesen 1,4-Distyryl-2 ,5-bis (arylethinyl) benzol, 1 1,2,4,5-tetrakisethynylbenzene, 4 und 5,6 benzobisoxazole strukturellenMotive. Da alle drei Klassen von Molekülen inhärent fluoreszierend sind, erlaubt diese Methode ihre Verwendung als kleiner Moleküle Sensoren. In allen drei Beispielen wurden cruciforms mit Lewis-basischen Pyridin und Dialkylanilin substituiert und waren damit die auf Lewis-saure Analyten, wie Protonen und Metallionen. 1,4,5,7,8,9
Im Jahr 2011 haben 10 Bunz und Mitarbeiter gezeigt, dass die Fluoreszenz-Reaktionen von 1,4-Distyryl-2 ,5-bis (Arylethinylrest) Benzol 1 Kreuzformen - 3 (Abbildung 1) dramatisch variiert in Abhängigkeit von der Struktur des eingesetzten Carbonsäure zu induzieren Protonierung der Kreuzform. Anschließend demonstriert Miljanić et al., Dass benzobisoxazol wie 4 (Abbildung 1) zeigen auch sehr spezifische Fluoreszenzemission Reaktionen auf strukturell verwandte Carbonsäuren und dass ähnliche Unterscheidung kann unter sehr ähnlich Organoboronsäuren gesehen werden, zu Kreuzformen. Origins 11 dieserhochselektive Emission Farbänderungen sind derzeit unklar, und sind wahrscheinlich komplexer - wie Fluoreszenzlöschung durch Elektronen armen Analyten, Rest Analyten Fluoreszenz und Protonierung induzierte Verschiebung cruciforms 'Emissionsmaxima alle vermutlich eine Rolle spielen. Dennoch ist die Fähigkeit, unter strukturell verwandten Analyten diskriminieren signifikant, zumal statistisch relevante Unterscheidung, ohne die Notwendigkeit einer erschöpfenden UV / Vis-Absorption oder Fluoreszenz Charakterisierung der optischen Antwort von cruciforms Analyten durchführen kann erhalten werden. Stattdessen sind einfach Fotos von Emission Farbe deutlich genug, um die Diskriminierung von strukturell eng verwandten Analyten zu ermöglichen, vor allem, wenn die Fotos in verschiedenen Lösungsmitteln oder mit mehr als einem kreuzförmigen Sensor getroffen werden. Mit dieser schnellen Methode, können Dutzende von Analyten schnell an einem Nachmittag analysiert werden (siehe Tafeln in Zahlen 3-5), während die gleiche Analyse erfordern würdeWochen, wenn strenge Spektroskopie eingesetzt wurde. Da Boronsäuren dynamische Arten, die Nucleophile durch Bor die leeren p-Orbital koordinieren sind, verwendet Miljanić diese Funktion, um Hybrid-Sensoren benzobisoxazol kreuzförmigen 4 und einfachen nicht-fluoreszierenden Boronsäure Additive B1 und B5 (Abbildung 4) zusammen zu entwickeln. 11. 12 Diese Methode arbeitet wie folgt: kreuzförmigen 4 und Boronsäuren Komplexes in einem transienten Komplex 4 · n B1 (oder 4 · n B5), die genaue Struktur dieses Komplexes ist derzeit nicht bekannt, aber seine Fluoreszenz unterscheidet sich von der des reinen kreuzförmige . Wenn diese Lösung auf Lewis-basischen Analyten ausgesetzt wird, kann sie ersetzen einen oder beide OH-Gruppen auf der Boronsäure, 13 somit wesentlich zu verändern die elektronischen Eigenschaften von Bor und wiederum die Fluoreszenz des gesamten Komplexes. Mit dieser "Erfüllungsgehilfen sensing" Methodik, Erfassen von Phenolen, organische Amine und Harnstoffe sowiewie von kleinen organischen und anorganischen Anionen, erreicht werden konnte.
In diesem Beitrag stellen wir ein Tutorial über die Verwendung von direkten und Erfüllungsgehilfen sensing Methodik, um schnell qualitativ zwischen strukturell verwandten (a) Carbonsäuren (Abbildung 3), (b) Boronsäuren (Abbildung 4), und, stellvertretend, (zu unterscheiden c) organische Amine (Abbildung 5). Um die breite Anwendbarkeit der beschriebenen Protokolle zu veranschaulichen, wurden die Bunz cruciforms verwendet, um Carbonsäuren zu erfassen, während die Miljanić Verbindungen wurden zur Boronsäuren zu erfassen, und durch eine Hybrid-Sensor, kleine organische Amine. Wir gehen davon aus, dass diese Sensoren könnte leicht ausgetauscht ohne größere Folgen für die Qualität der Analyten Diskriminierung.
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Protocol
1. Nachweis von Carbonsäuren mittels Distyrylbis (Arylethinylrest) Benzol Kreuzformen
- Bereiten Sie eine frische Stammlösung cruciforms 1-3 mit einer Konzentration von 1,0 x 10 -3 mol / L in DCM. Es ist nicht notwendig, um spektroskopische Qualität Lösungsmittel verwenden, ACS-Reagenz Reinheit ist ausreichend.
- Mit den Stammlösungen von 1.1 Herstellung von 100 ml von 2,0 × 10 -6 M Lösung von 1-3 in Dichlormethan (DCM), Ethylacetat (EtOAc), Acetonitril (AN), N, N-Dimethylformamid (DMF), Isopropylalkohol (i PrOH) und Methanol (MeOH). Es ist nicht notwendig, um spektroskopische Qualität Lösungsmittel verwenden, ACS-Reagenz Reinheit ist ausreichend.
- Abwiegen 0,65 mmol (88,2 bis 124,2 mg) des Analyten Carbonsäure A1 - A10 in 5 ml Fläschchen Schnaps, 5 ml der Lösungen in 2.1 vorbereitet und schütteln. Wenn heterogen, sollte die entsprechende Lösung absetzen (Filtration ist nicht notwendig) ist. Dies führt zu einer insgesamt concentVerhältnis von 0,13 M (31 g / L) der Carbonsäure.
- Nehmen Sie digitale Fotos der Fluoreszenz in einem dunklen Raum in der Abwesenheit von Umgebungslicht. Die fotografische Setup (Abbildung 2) eine Digitalkamera (Canon EOS 30D) mit einem Objektiv (EFS 18-55 mm Zoom-Objektiv) und zwei UV-Lampen (Anregungswellenlänge 365 nm) ausgestattet. Die uncapped Fläschchen sollten unter den beiden UV-Lampen für maximale Belichtung mit einem Abstand von 60 cm zwischen Kameraobjektiv und Probengefäße positioniert werden. Die Belichtungszeiten wurden für jede Lösung, um Bilder reflektieren die Farbe der Emission (- 15 sec 0.25) produzieren variiert.
2. Nachweis von Boronsäuren Mit benzobisoxazol Kreuzformen
- Bereiten Sie eine 1,0 x 10 -4 M Lösung von kreuzförmigen 4 in DCM. Es ist nicht notwendig, um spektroskopische Qualität Lösungsmittel zu verwenden, ACS-Reagenz Reinheit ist ausreichend.
- Bereiten Sie fünf individuelle Lösungen für jeden Boronsäure Analyten durch Auflösen von 50 mg (0,24-0,41 mmol)des Analyten in 3 ml Acetonitril (AN), 1,2,4-Trichlorbenzol (TCB), Dichlormethan (DCM), Cyclohexan (CH) und Chlorbenzol (CB). Dies sollte in ca. führen. 16,7 g / L Lösung in Bezug auf jeden Analyten. Es ist nicht notwendig, um spektroskopische Qualität Lösungsmittel verwenden, ACS-Reagenz Reinheit ist ausreichend.
- Übertragen 1,8 ml jeder der Analyten Lösungen in 2.2 in fünf separate 10 x 10 mm Quarz-Küvetten (üblicherweise für UV / Vis-Spektroskopie) hergestellt. Dann fügen Sie 20 ul der kreuzförmigen Lösung in 2.1 in jedem der fünf Küvetten hergestellt, und rühren Sie die beiden Lösungen zu homogenisieren. Wenn Niederschlag beobachtet wird, sollte die entsprechende Lösung einfach absetzen werden (Filtration ist unnötig).
- Legen Sie alle fünf Küvetten auf eine Glasplatte und bestrahlen sie von einem Handheld-UV-Lampe (365 nm) von der Spitze. Die UV-Lampe sollte in einer Weise, die gleich Bestrahlung auf alle fünf Fläschchen sicher positioniert werden.
- Stellen Sie sicher, dass der Raum dar istk (das Licht auszuschalten, Block-Fenster und andere Quellen von natürlichem und künstlichem Licht) und sofort nehmen ein digitales Foto der Emission Farben der Lösungen. Miljanić et al. verwendet zwei Digitalkamera-Modelle haben: FujiFilm FinePix S9000 und Canon EOS Rebel T3i, mit einem 45 cm Abstand zwischen der Kamera und den Probenküvetten. Belichtungszeit betrug 0,5 sec.
3. Nachweis von Analyten unter Verwendung Amine benzobisoxazol Cruciform / Boronsäuren Hybrid Sensing System
- Planen (mindestens) 80 ml von 1,0 × 10 -6 M Lösung von kreuzförmigen 4 in Acetonitril (AN), 1,2,4-Trichlorbenzol (TCB), Cyclohexan (CH), Dichlormethan (DCM) und Chloroform (CF ).
- Lösen B1 (152,6 mg, 0,80 mmol) in 40 ml von jeder der Lösungen in 3.1 hergestellt.
- Lösen B5 (97,6 mg, 0,80 mmol) in 40 ml von jeder der Lösungen in 3.1 hergestellt.
- Unmittelbar nach die Lösungen in 3.2 und 3.3 beschrieben, hergestellt werden, verwenden Sie diem (jeweils 2 ml), um das gewünschte Amin Analyten (40 mg, 0,19 bis 0,47 mmol) gelöst. Für jedes Amin Analyten, sollte zehn Lösungen hergestellt werden: fünf mit B1 und B5 mit fünf als Zusatzstoffe. Es ist nicht notwendig, um spektroskopische Qualität Lösungsmittel verwenden, ACS-Reagenz Reinheit ist ausreichend.
- Für jeden Analyten, Transfer Aliquote der zehn vorbereiteten Analyt / Borsäure / kreuzförmige 4-Lösungen in zehn verschiedenen Quarz-Küvetten. Legen Sie diese zwei Fünf-Küvette Sets (eins für 4/B1, eine für 4/B5) auf eine Glasplatte, strahlen bei 365 nm von einem Handheld-UV-Lampe, und sofort fotografieren mit den Einstellungen in 2.5 beschrieben.
4. Bildverarbeitung und-Ziffern Analyt Diskriminierung
- Mit Adobe PhotoShop oder eine ähnliche Bildbearbeitungs-Programm, schneiden Sie ein Quadrat repräsentativen Ausschnitt aus digitalen Fotografien der Emission der einzelnen Farben fotografiert Fläschchen. Organisieren diese Aussparungen in Form von Tafeln, ähnlich den in den 3B, 4 und 5
- Wenn Quantifizierung der Unterschiede in Emissionsfarbe erwünscht ist, kann R / G / B-Werte von Platten in 4,1 extrahiert und dann statistisch behandelt. Frei herunterladbare Farbe Kontrast Analyzer 14 kann für diesen Zweck verwendet werden. Um die relativen Standardabweichungen der Emissionsfarben eines Analyten relativ zu einem anderen (z. B. Verbindungen B1 und B2, Fig. 4) zu erhalten, wird die folgende Gleichung verwendet:
- Die Gleichung von 4,2 wird auch zum Nachweis Carbonsäure Analyten zu identifizieren. Daher ist jede Abweichung zwischen dem unbekannten Analyten für alle Stoffe der Kalibrationsdatensatz bestimmt. Die kleinste Abweichung zeigt die entsprechende Substanz.
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Representative Results
Um das Potenzial der kreuzförmigen Fluorophore beim Erfassen und Unterscheiden eng verwandten Analyten zu veranschaulichen, werden drei Klassen von Ergebnissen vorgestellt. Erstens, 1,4-Distyryl-2 ,5-bis (Arylethinylrest) Benzol Kreuzformen 1-3 (Abbildung 1) werden verwendet, um unter strukturell verwandten Carbonsäuren A1-A10 in Abbildung 3 dargestellt diskriminieren. Dann benzobisoxazol-basierte kreuzförmigen 4 (Abbildung 1) wurde verwendet, um Boronsäuren B1-B9 (Abbildung 4) zu analysieren. Schließlich wird kreuzförmigen 4 in Kombination mit Boronsäuren B1 und B5 bis Amin Analyten in 5 gezeigt analysiert werden.
Mit kreuzförmigen Fluorophore 1-3 in sechs verschiedenen Lösungsmitteln wurden die fluoreszierenden Reaktionen erwies sich als abhängig von der Konzentration und der strukturelle Identität einer Carbonsäure. 3B zeigt die digital aufgezeichnete Emissionsfarbe aller Fluorophor, Lösungsmittel, Carbonsäure-Kombinationen. Thwird Array weist 18 charakteristischen Farben pro Emission Analyten, die zur eindeutigen Charakterisierung eines Analyten kann. Mit den R / G / B-Werte der Emission Farbe können alle Analyten relativ zu Carbonsäuren A1-A10 und identifiziert, wie in der Autokorrelationsdiagramm in 3C gezeigt erkennen.
Mit einem völlig analoger Verfahrensweise werden Boronsäuren B1-B9 leicht voneinander mit kreuzförmigen 4 diskriminiert, wie von der Emissionsfarbe Platte und der Korrelationskurve in 4 gezeigt belegt.
Analyse von Aminen erfolgt mittels in situ gebildeten Komplexe von kreuzförmigen 4 mit einem großen Überschuss an Borsäure Additive B1 und B5. Derzeit ist die Struktur dieser Komplexe unbekannt, obwohl sie wahrscheinlich beinhalten entweder eine koordinative Bindung NB, oder eine Art von Wasserstoffbrücken zwischen den Boronsäuren und der Stickstoffatome in der kreuzförmigen. Diese Komplexe - deren Emission Farben sind different von denen des reinen kreuzförmigen - kann zu Amin Analyten auf zwei Arten reagieren. Amine basischer als Pyridin (Verbindungen N1-N3 in Fig. 5) verschieben kreuzförmigen 4 aus ihrer Komplexe mit Borsäure Additive, dadurch Regenerieren der Emissionsfarben der reinen komplexierten kreuzförmigen 4. Auf der anderen Seite, weniger basischen Spezies (dh Anilin-Derivaten und substituierten Harnstoffen, N4-N12 in Abbildung 5), scheinen sich auf die 4 · n ArB (OH) 2-Komplex ohne es zu zerstören und dieses Ereignis führt die Modulation Komplexes binden Fluoreszenzemission. Daher Erfüllungsgehilfen sensing Methodik durch eine ausgleichende Wirkung gekennzeichnet ist, kann bei dem Analyten, die bestimmte Schwellenwerte der Basizität nicht mehr voneinander unterschieden werden.
Abbildung 1. Cruciform Fluorophore 1-4, based auf 1,4-Distyryl-2 ,5-bis (arylethinyl) benzol (1-3) und benzobisoxazole (4) Kerne verwendet werden, um qualitativ unterscheiden strukturell verwandten Carbonsäuren, Boronsäuren, Aminen und anderen Analyten werden. Klicken hier für eine größere Abbildung .
Abbildung 2. Einstellung für das Fotografieren von Emissions-Farbe und die Umwandlung in R / G / B-Werte.
Abbildung 3. (A) Untersuchte Carbonsäuren. (B) Array von digitalen Fotografien von XF 1-3 gebildet mit sechs verschiedenen Lösungsmitteln und zehn verschieschiedenen Carbonsäuren (- = Referenz; A1 = 4-Hydroxybenzoesäure; A2 = 4-hydroxyphenylessigsäure; A3 = Ibuprofen; A4 = Aspirin; A5 = Phenylessigsäure; A6 = 4-Chlorphenylessigsäure; A7 = Benzoesäure; A8 = 3 ,5-Dihydroxybenzoesäure; A9 = 2,4-Dichlorbenzoesäure; A10 = 5-iodosalicylic Säure), digitale Fotografien wurden unter UV-Licht-Bestrahlung (Anregungswellenlänge 365 nm) getroffen (C) Autokorrelationsdiagramm von den fluoreszierenden Antworten gebildet (codiert. in R / G / B-Werte) der Carbonsäuren A1-A10 von der Anordnung auf der linken Seite. Die z-Achse stellt die relative Standardabweichung von R / G / B-Werte zu Carbonsäure A1. Klicken Sie hier, um eine größere Abbildung anzuzeigen .
Abbildung 4. Diskriminierung von strukturellenly eng verwandt Organoboronsäuren B1-B9 (links) erreicht werden mit den Lösungen von kreuzförmigen 4 in verschiedenen Lösungsmitteln (Mitteltafel werden; TCB = 1,2,4-Trichlorbenzol; CH = Cyclohexan; DCM = Dichlormethan; CB = Chlorbenzol; AN = Acetonitril). Auf der rechten Seite Korrelationsdiagramm verschiedener Analyten 'R / G / B-Werte. Klicke hier, um eine größere Abbildung anzuzeigen .
Abbildung 5. Diskriminierung von organischen Aminen und Harnstoffe N1-N12 mit einem Hybrid-Sensing-System von kreuzförmigen 4 und Boronsäure Additive B1 und B5 aus.
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Discussion
Die Protokolle für qualitative Unterscheidung in diesem Dokument beschriebenen halten und Video hohen Potenzial Routine Qualitätsanalyse, wo auch eine minimal ausgebildet sein konnte, erkennen die Unterschiede in der Zusammensetzung, oder Abweichungen von einer genau definierten Formel. Praktikabilität dieser Technik weiter verbessert werden könnte mit einfachen Handy-Kameras, die in Kombination mit Muster-und Bild-Erkennungs-Software wie Google Goggles, die aufgenommenen Farben Emission in die Datenbank der bekannten Zusammensetzungen passen könnte. Einfache photography Emissionsfarben etwa zwei Größenordnungen schneller als die rigorose Fluoreszenzemissionsspektroskopie Analyse, und in vielen Fällen kann Spektroskopie in ihrer Fähigkeit, zwischen verschiedenen Analyten erkennen lassen.
Während die vorgestellten Protokolle hochselektive sind in anspruchsvollen strukturellen Unterschiede zwischen den Analyten, sind sie nicht sehr empfindlich. Typischerweise Analyten Konzentrationen von mehreren gWidder pro Liter sind erforderlich, um modulieren cruciforms "Emission Farben. So ist unsere Methoden sind kaum eine Rolle in Analysen von Spurenelementen Zutaten spielen. Allerdings liegt ihre Stärke in der Analyse Arten, die in großen Mengen verfügbar sind, aber empfindlich gegenüber Zersetzung oder Fälschung: Pharma-, Lebensmittel-Zusatzstoffe, Grundchemikalien, oder alkoholische Getränke.
Dennoch könnte Fluorophore 1-4 grundsätzlich empfindlicher gemacht durch die Verbesserung der Bindungsaffinitäten für Analyten werden. Da ihre Pyridin und Amin-Funktionalitäten basischer Natur sind, würde die Änderung der Pyridinring oder der Anilin-, spezifischere oder alkalischen Funktionalitäten ein vielversprechender Anfang die Nachweisgrenzen zu senken. Beispielsweise sind 2-methylpyridin und 2,6-Dimethylpyridin alkalischer als Pyridin und somit die Wechselwirkung von sauren Analyten und Fluorophor verbessern sollte. Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Erkennung wäre die Verwendung einer Guanidin-Funktionalität seinStatt des alkylierten Amins. Schließlich könnte die Empfindlichkeit des self-assembled 4/boronic Säure Erfassungssystem durch Umschalten von Borsäure zu einer elektrophilen Bor-Quelle, wie PhBF 2, die Erhöhung der Komplexbildungskonstante für die komplexe verbessert würde. Mehrere dieser Synthesewege sind in unseren Laboratorien im Gange.
Vorab besteht: die Analyse von Fluoreszenz-Signal mit einer digitalen Kamera aufgezeichnet ist abhängig vom Farbraum und Belichtungszeit, nach unseren bisherigen Erkenntnissen 15 unterscheiden sich daher für die RGB-Werte eines Emissionsfarbe etwas in Abhängigkeit von den Kameraeinstellungen.. Die folgenden Einstellungen können auf den meisten Kameras vorgenommen werden: Weißabgleich, Verschlusszeit, Filmempfindlichkeit, Blendenöffnung, Datenformat (RAW-Dateien oder JPEG-Dateien) und Farbraum (sRGB dh, Adobe RGB, oder ProPhotoRGB). Die beste Strategie für die Gewährleistung der Konstanz der Emission Farbe Reaktion ist, den Weißabgleich, die der Film zu haltenEmpfindlichkeit und die Blendenöffnung konstant und variieren nur die Verschlusszeit. Die meisten Probleme gelöst werden, wenn die Umwandlung der RGB-Werte in Koordinaten des CIE LUV Farbraum und nur der Farbton u 'v' Koordinaten ohne Helligkeit Informationen. Für diese Umsetzung ist es wichtig, den Farbraum des aufgezeichneten Bildes zu kennen. Mit Helligkeit-Farbkoordinaten entfernt, wird die Identifizierung eines unbekannten Analyten erheblich verbessert, wenn das aufgezeichnete Bilder mit unterschiedlichen Intensitäten RGB.
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Disclosures
Wir haben nichts zu offenbaren.
Acknowledgments
Work in Bunz Labor am Georgia Institute of Technology wurde teilweise von der National Science Foundation (NSF-CHE 07502753) und die Arbeit an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg wurde von der "Struktur und Innovationsfond des Landes Baden-Württemberg" gefördert unterstützt. Work in Miljanić Labor an der Universität von Houston wurde von der National Science Foundation CAREER-Programm (CHE-1151292), der Welch Foundation (Grant No. E-1768), der University of Houston (UH) und seine Kleine Grant-Programm finanziert werden, und die Texas Center for Supraleitung bei UH.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Cyclohexane (CH) | Mallinckrodt | 4878-02 | |
| Chlorobenzene (CB) | JT Baker | 9179-1 | |
| 1,2,4-Trichlorobenzene (TCB) | Alfa Aesar | 19390 | |
| Dichloromethane (DCM) - Miljanić | Mallinckrodt | 4879-06 | |
| Acetonitrile (AN) | Mallinckrodt | 2856-10 | |
| Chloroform (CF) | Mallinckrodt | 4440-19 | |
| Dichloromethane (DCM) - Bunz | Sigma Aldrich | 24233 | |
| Ethyl Acetate (EtOAc) | Brenntag | 10010447 | Additional distillation |
| Acetonitrile (AN) | Sigma Aldrich | 34851 | |
| Dimethylformamide (DMF) | Sigma Aldrich | 38840 | |
| 2-Propanol (iPrOH) | Ruprecht-Karls Universität Heidelberg, Zentralbereich Neuenheimer Feld | 69595 | |
| Methanol (MeOH) | VWR | 20847.295 | |
| 4-Hydroxybenzoic Acid (A1) | Fluka | 54630 | |
| (4-Hydroxyphenyl)acetic Acid (A2) | Sigma Aldrich | H50004 | |
| Ibuprofen (A3) | ABCR | AB125950 | |
| Aspirine (A4) | Sigma Aldrich | A5376 | |
| Phenylacetic Acid (A5) | Sigma Aldrich | P16621 | |
| 4-Chlorophenylacetic Acid (A6) | Sigma Aldrich | 139262 | |
| Benzoic Acid (A7) | Merck | 8222571000 | |
| 3,5-Dihydroxybenzoic Acid (A8) | Sigma Aldrich | D110000 | |
| 2,4-Dichlorobenzoic Acid (A9) | Sigma Aldrich | 139572 | |
| 2-Hydroxy-5-iodobenzoic Acid (A10) | Sigma Aldrich | I10600 | |
| 2,6-Dichlorophenylboronic Acid (B1) | TCI | D3357 | |
| 3,5-Bis(trifluoromethyl)phenylboronic Acid (B2) | Sigma Aldrich | 471070 | |
| 4-Mercaptophenylboronic Acid (B3) | Sigma Aldrich | 524018 | |
| 4-Methoxyphenylboronic Acid (B4) | TCI | M1126 | |
| Benzeneboronic Acid (B5) | Alfa Aesar | A14257 | |
| Cyclohexylboronic Acid (B6) | Sigma Aldrich | 556580 | |
| 3-Pyridylboronic Acid (B7) | Sigma Aldrich | 512125 | |
| 4-Nitrophenylboronic Acid (B8) | Sigma Aldrich | 673854 | |
| Pentafluorophenylboronic Acid (B9) | Sigma Aldrich | 465097 | |
| Triethylamine (N1) | Alfa Aesar | A12646 | |
| Piperidine (N2) | JT Baker | 2895-05 | |
| Piperazine (N3) | Aldrich | P45907 | |
| 1,4-Diaminobenzene (N4) | Alfa Aesar | A15680 | |
| 1,3-Diaminobenzene (N5) | Eastman | ||
| 1,2-Diaminobenzene (N6) | TCI | P0168 | |
| 4-Methoxyaniline (N7) | Alfa Aesar | A10946 | |
| Aniline (N8) | Acros | 22173-2500 | |
| 4-Nitroaniline (N9) | Alfa Aesar | A10369 | |
| N,N-Diphenylurea (N10) | Alfa Aesar | A18720 | |
| N,N-Dimethylurea (N11) | Alfa Aesar | B21329 | |
| Urea (N12) | Mallinckrodt | 8648-04 | |
| Canon EOS 30D (objective EFS 18-55 mm zoom lens) | Canon | ||
| Canon EOS Rebel T3i (objective EFS 18-55 mm zoom lens) | Canon | ||
| FujiFilm FinePix S9000 | Fuji |
References
- Zucchero, A. J., McGrier, P. J., Bunz, U. H. F. Cross-conjugated cruciform fluorophores. Acc. Chem. Res. 43 (3), 397-408 (2010).
- Feldman, A. K., Steigerwald, M. L., Guo, X., Nuckolls, C. Molecular electronic devices based on single-walled carbon nanotube electrodes. Acc. Chem. Res. 41 (12), 1731-1741 (2008).
- Galbrecht, F., Bünnagel, T., Bilge, A., Scherf, Functional Organic Materials. Müller, T. J. J., Bunz, U. H. F. , Wiley-VCH. Weinheim. 83 (2007).
- Marsden, J. A., Miller, J. J., Shirtcliff, L. D., Haley, M. M. Structure-property relationships of donor/acceptor-functionalized tetrakis(phenylethynyl)benzenes and bis(dehydrobenzoannuleno) benzenes. J. Am. Chem. Soc. 127 (8), 2464-2476 (2005).
- Lim, J., Albright, T. A., Martin, B. R., Miljanić, O. Š Benzobisoxazole cruciforms: heterocyclic fluorophores with spatially separated frontier molecular orbitals. J. Org. Chem. 76 (24), 10207-10219 (2011).
- Lirag, R. C., Le, H. T. M., Miljanić, O. Š L-shaped benzimidazole fluorophores: synthesis, characterization and optical response to bases, acids and anions. Chem. Commun. , (2013).
- Hauck, M., Schoenhaber, J., Zucchero, A. J., Hardcastle, K. I., Mueller, T. J. J., Bunz, U. H. F. Phenothiazine cruciforms: synthesis and metallochromic properties. J. Org. Chem. 72 (18), 6714-6725 (2007).
- Zucchero, A. J., Wilson, J. N., Bunz, U. H. F. Cruciforms as functional fluorophores: response to protons and selected metal ions. J. Am. Chem. Soc. 128 (36), 11872-11881 (2006).
- Wilson, J. N., Bunz, U. H. F. Switching of intramolecular charge transfer in cruciforms: metal ion sensing. J. Am. Chem. Soc. 127 (12), 4124-4125 (2005).
- Davey, E. A., Zucchero, A. J., Trapp, O., Bunz, U. H. F. Discrimination of organic acids using a three molecule array based upon cruciform fluorophores. J. Am. Chem. Soc. 133 (20), 7716-7718 (2011).
- Lim, J., Nam, D., Miljanić, O. Š Identification of carboxylic and organoboronic acids and phenols with a single benzobisoxazole fluorophore. Chem. Sci. 3 (2), 559-563 (2012).
- Lim, J., Miljanić, O. Š Benzobisoxazole fluorophore vicariously senses amines, ureas, anions. Chem. Commun. 48 (83), 10301-10303 (2012).
- Braga, D., Polito, M., Bracaccini, M., D'Addario, D., Tagliavini, E., Sturba, L. Novel organometallic building blocks for molecular crystal engineering. 2. Synthesis and characterization of pyridyl and pyrimidyl derivatives of diboronic acid, Fe(η5-C5H4 - B(OH)2)2], and of pyridyl boronic acid, [Fe(η5-C5H4-4-C5H4N)(η5-C5H4 - B(OH)2)]. Organometallics. 22 (10), 2142-2150 (2003).
- Colour Contrast Analyser 2-2 for Web Pages [Internet]. , Available from: http://www.visionaustralia.org.au/info.aspx?page=628 (2012).
- Schwaebel, T., Trapp, O., Bunz, U. H. F. Digital photography for the analysis of fluorescence responses. Chem. Sci. 4 (3), 273-281 (2013).
