Toward Brighter Hybrid Magnetic-Luminescent Nanoparticles: Luminosity Dependence on the Excited State Properties of Embedded Dyes
Notice bibliographique
Résumé
A series of hybrid, magnetic, and luminescent silica nanoparticles (SNP) have been synthesized and their photophysical properties characterized. The nanoparticles contain, on average, one iron oxide nanoparticle as a magnetic core. The embedded dyes include fluorescein, Alexa Fluor 546, tetramethylrhodamine (TMR), and 4,4-difluoro-5-(2-pyrrolyl)-4-bora-3 a,4 a -diaza- s -indacene (Bodipy), which are known to have a singlet excited state, and 5-(dimethylamino)naphthalene-1-sulfonyl (dansyl), 7-(diethylamino)coumarin-3-carboxy (coumarin), and tris(bipyridine)ruthenium(II) dichloride (Rubipy) derivatives, which have a charge transfer excited state. In general, the photophysical properties of the magnetic-core dye-doped silica nanoparticles, SNP dye, where dye is one of the seven dyes studied in this project, are dictated by homogeneous energy transfer between dye molecules and by dye aggregation. Molecules with a small Stokes shift and affinity for aggregation upon silica encapsulation (TMR and Bodipy derivatives) can be only sparsely loaded (<50–60 molecules per a 60 nm in diameter nanoparticle) into the nanoparticle matrix before strong fluorescence quenching takes effect. These dyes yield the least bright nanoparticles whose luminosity strongly decreases as the intraparticle dye concentration increases above the rather low maximum brightness loading. Other common fluorophores (Alexa Fluor 546 and fluorescein) can be loaded into the silica matrix with little to no fluorescence quenching until the intermolecular separation becomes less than ∼5 nm (∼100–200 fluorophores per a 60 nm in diameter nanoparticle). Finally, significantly more (∼1200–4600) dye molecules with a charge transfer lowest excited state and large Stokes shift (Rubipy, dansyl, coumarin) can be loaded into the 60 nm in dameter nanoparticle with no indication of luminescence quenching. The results of this study suggest that the luminosity of a hybrid nanoparticle is highest when the embedded dye has a large Stokes shift and is not susceptible to aggregation, which both guarantee no or little intrananoparticle luminescence quenching. No luminescence quenching by the iron oxide magnetic core has been observed for any SNP dye series.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».