Fluorescence Enhancement/Quenching Based on Metal Orbital Control: Computational Studies of a 6-Thienyllumazine-Based Mercury Sensor
Notice bibliographique
Résumé
To understand the sensing behaviors of molecular fluorescent probes, lumazine (Lm) and 6-thienyllumazine (TLm) and their complexation with metal(II) ions ([(L)nM(H2O)m](2+), M = Cd(2+) and Hg(2+)) were examined by scalar relativistic density functional theory (DFT). A red shifting from L to [(L)nM(H2O)m](2+) was found. This is due to the metal affinity that stabilizes the LUMOs of [(L)nM(H2O)m](2+) greater than the HOMOs. Singlet excited-state structures of L and [(L)nM(H2O)m](2+) (M = Cd(2+) and Hg(2+)) were fully optimized using time-dependent DFT (TDDFT). Their fluorescent emissions in aqueous solution were calculated to be 371 nm (Lm), 439 nm (cis-TLm), and 441 nm (trans-TLm), agreeing with experimental values of 380 nm for Lm and 452 nm for TLm. Theoretical support is presented for a sensing mechanism of photoinduced charge transfer of the L probe. The mechanism of the chelation-enhanced fluorescence (CHEF) and the chelating quenched fluorescence (CHQF) is explained. Fluorescence amplification (for Cd(2+)) is due to blocking of the nitrogen lone pair orbital due to the stabilizing interaction with the vacant s-orbital of the metal ion, while fluorescence quenching (Hg(2+)) results from the energy of the LUMO of the metal ion being between HOMO and LUMO of the sensor. Effects of structure rearrangements on the fluorescence spectra of the sensors are insignificant. This proposed mechanism of metal orbital controlled fluorescence enhancement/quenching suggests a development concept in the future design of fluorescent turn-on/off sensors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 tête enseignante, 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 ».