Sensitization of Eu(III) luminescence by donor-phenylethynyl-functionalized DTPA and DO3A macrocycles - 27/02/10

Doi : 10.1016/j.crci.2010.01.008

Anthony D’Aléo ^a, Mustapha Allali ^a, Alexandre Picot ^a, Patrice L. Baldeck ^b, Loïc Toupet ^c, Chantal Andraud ^a, Olivier Maury ^a,^⁎
^a CNRS–École normale supérieure de Lyon, UMR 5182, laboratoire de Chimie, université de Lyon, 46, allée d’Italie, 69007 Lyon, France
^b Laboratoire de spectrométrie physique, université Joseph-Fourier, 38402 Saint-Martin-d’Hères, France
^c Institut de physique–IPR–UMR CNRS 6251, université de Rennes, 1, bâtiment 11A, 35042 Rennes cedex, France

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Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le Saturday 27 February 2010
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Abstract

The synthesis and complexation to Eu(III) of two macrocyclic ligands functionalized donor-phenylethynyl-moieties as sensitizer is presented. The two ligands based on DTPA bis-amide ([Eu(L¹)]) and DO3A ([Na][Eu(L²)]) have been chosen because of their increased stability in water for potential applications as luminescent bioprobes for one- or two-photon excited scanning microscopy. The DTPA and DO3A ligands possess oxygen or sulfur donor atoms, respectively, connected to a triethyleneglycol (PEG) chain to ensure the water solubility. The optical properties were studied and reveal that ([Eu(L¹)]) present a lower brightness than the ([Na][Eu(L²)]) counterpart because of its inner sphere water molecule coordination that quenches the emission. On the other hand, [Na][Eu(L²)] exhibits excellent spectroscopic properties with high quantum yield φ=0.284, and brightness B=10,220M⁻¹cm⁻¹(defined as .φ). Unfortunately, the two-photon cross-section of this last complex was measured to be only 4GM limiting its potential applications to linear microscopy.

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Résumé

Cet article décrit la synthèse et la complexation à l’europium (III) de deux ligands macrocycliques de type DTPA bis-amide ([Eu(L¹)]) et DO3A ([Na][Eu(L²)]) fonctionnalisés par des groupements donneur-phenylène-ethynylène. Ces macrocycles ont été choisis en raison de leur stabilité reconnue dans les milieux biologiques afin de concevoir de nouvelles bio-sondes luminescentes pour la microscopie biphotonique. L’étude des propriétés spectroscopiques de ces deux complexes a mis en évidence l’excellent rendement quantique de luminescence, φ=0,284 ainsi que la brillance B=10220M⁻¹cm⁻¹(définie comme le produit .φ) accrue du composé [Na][Eu(L²)]. Cependant, sa faible section efficace d’absorption à deux photons limitera ses potentialités en microscopie non linéaire.