Spektroskopische Charakterisierung und Bewertung des mikrobiologischen Potenzials von 1,3,4

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 22140 (2022) Diesen Artikel zitieren

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In der vorgestellten Studie werden fortgeschrittene experimentelle Techniken verwendet, darunter elektronische Absorptions- und Fluoreszenzspektroskopie [mit Resonanzlichtstreuung (RLS)], Messungen der Fluoreszenzlebensdauer im Frequenzbereich, Berechnungen von Dipolmomentschwankungen, Quantenausbeuten sowie Strahlungs- und Nichtstrahlungstransfer Konstanten wurden verwendet, um ein ausgewähltes Analogon aus der Gruppe der 1,3,4-Thiadiazole zu charakterisieren, nämlich: 4-[5-(naphthalen-1-ylmethyl)-1,3,4-thiadiazol-2-yl]benzol- 1,3-Diol (NTBD), das von Natur aus in der Lage ist, Enol → Keto-Effekte des intramolekularen Protonentransfers (ESIPT) im angeregten Zustand zu demonstrieren. Die Ergebnisse spektroskopischer Analysen, die in Lösungsmittelmedien sowie ausgewählten Gemischen durchgeführt wurden, wurden durch die Betrachtung biologischer Eigenschaften des betreffenden Derivats, insbesondere im Hinblick auf seine potenzielle mikrobiologische Aktivität, ergänzt. Die Verbindung zeigte einen doppelten Fluoreszenzeffekt in unpolaren Lösungsmitteln, z. B. Chloroform und DMSO/H2O-Mischungen, während in polaren Lösungsmitteln nur ein einziges Emissionsmaximum festgestellt wurde. In den untersuchten Systemen wurden tatsächlich ESIPT-Effekte beobachtet, ebenso wie das damit verbundene Phänomen der dualen Fluoreszenz, und wie für die DMSO:H2O-Mischungen gezeigt wurde, konnte dasselbe relativ leicht durch Aggregationseffekte im Zusammenhang mit aggregationsinduzierter Emission (AIE) induziert werden. . Anschließend durchgeführte quantenchemische (TD-)DFT-Rechnungen bestätigten die weitere Möglichkeit von ESIPT-Effekten. Der folgende Artikel bietet eine umfassende Beschreibung der spektroskopischen und biologischen Eigenschaften der analysierten 1,3,4-Thiadiazol-Derivate und unterstreicht deren potenzielle Anwendbarkeit als sehr gute Fluoreszenzsonden sowie als Verbindung mit hoher mikrobiologischer Aktivität.

Eines der Hauptziele der modernen Medizin besteht darin, auf die schnell zunehmende Häufigkeit von Krebs, neurodegenerativen Erkrankungen und einer Vielzahl von Krankheiten zu reagieren, die durch Bakterien und Pilze verursacht werden1,2,3. Die Sorge vor Pilzpathogenen, die schwere invasive Infektionen verursachen können, besteht darin, dass die Behandlungsmöglichkeiten auf nur drei Hauptklassen von Antimykotika beschränkt sind. In den letzten zwei Jahrzehnten sind keine neuen Klassen von Antimykotika verfügbar geworden, und im letzten Jahrzehnt wurde nur ein einziger neuer Wirkstoff aus einer bekannten Antimykotikaklasse zugelassen. In jüngster Zeit hat die Suche nach neuen Wirkstoffen mit antimykotischer Wirkung aufgrund der zunehmenden Häufigkeit schwerer Pilzinfektionen und der zunehmenden Resistenz von Pilzen gegen Medikamente an Bedeutung gewonnen4. Ausgewählte Derivate aus der Gruppe der 1,3,4-Thiadiazole zeigen potenziell positive Wirkungen bei der Behandlung und Vorbeugung dieser Krankheiten5,6 und einige von ihnen haben bereits klinische Anwendungen gefunden7,8. Ihre ungewöhnlichen spektroskopischen und kristallographischen Eigenschaften bestimmen ein breites Spektrum ihrer zusätzlichen Anwendungen; Sie können als Laserpigmente9, Liganden, die Seltenerdmetallionen komplexieren10, molekulare Sonden11 sowie als UV-Stabilisatoren12 verwendet werden. Daher sollte eine detaillierte Identifizierung der Mechanismen, die für die beobachteten spektroskopischen Phänomene verantwortlich sind, wesentlich dazu beitragen, Strukturmerkmale mit den jeweiligen biologischen Eigenschaften der betreffenden Analoga in Beziehung zu setzen.

Die von unseren eigenen und anderen Forschungsteams weltweit analysierten 1,3,4-Thiadiazole zeichnen sich durch eine Reihe interessanter spektroskopischer, kristallographischer und biologischer Eigenschaften aus13, die auch häufig als Gründe für ungewöhnliche pharmakologische Eigenschaften der Analoga der Gruppe angeführt werden14. Zu diesen Merkmalen, die häufig in spektroskopischen Messungen nachgewiesen werden, gehören die Fähigkeit zur Bildung von Komplexen mit Seltenerdmetallionen14, Aggregationseffekte15 und ein vierstufiger Prozess der Phototautomerisierung, d. h. der Prozess des intramolekularen Protonentransfers im angeregten Zustand (ESIPT)16. Und das Phänomen der dualen Fluoreszenz, die durch eine einzige Anregung erzeugt wird, wird in der Literatur üblicherweise dem oben genannten ESIPT zugeordnet, Möglichkeit intramolekularer CT-Zustände, oft begleitet von einer teilweisen Verdrehung des Moleküls (twisted intramolecular charge transfer (TICT))17, Bildung von Excimersystemen18, aggregationsinduzierte Emission (AIE)19,20,21 oder Emission im Zusammenhang mit der Inkonsistenz mit der Kasha-Regel, wie von Brancato et. beschrieben. al.22. Zu den besonders interessanten biologischen und pharmazeutischen Eigenschaften der von unserem Team seit langem untersuchten 1,3,4-Thiadiazol-Derivate gehört die synergistische Verstärkung ihrer antimykotischen Eigenschaften in Kombination mit Antibiotika aus der antimykotischen Gruppe der Polyene, z. B. Amphotericin B ( AmB)13. Zusammensetzungen mit synergistischer Wirkung zeichnen sich durch eine besonders hohe antimykotische Wirksamkeit bei gleichzeitiger Reduzierung der AmB-Toxizität aus13.

Die in diesem Artikel beschriebenen molekularspektroskopischen Untersuchungen wurden in Lösungsmittelsystemen und wässrigen Systemen mit variablem pH-Wert an einem besonders interessanten Molekül auf 1,3,4-Thiadiazol-Basis durchgeführt: 4-[5-(Naphthalin-1-ylmethyl)-1,3 ,4-Thiadiazol-2-yl]benzol-1,3-diol (NTBD, Abb. 1). Insbesondere haben wir die molekularen Eigenschaften von NTBD in Bezug auf den Enol → Keto-ESIPT-Prozess sorgfältig analysiert. Der erstmals 1956 von Weller23 beschriebene Effekt ist sowohl wichtig als auch interessant angesichts seiner zunehmenden Anwendbarkeit in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft und Industrie, darunter neue Laserpigmente24, Solarzellen25, OLED-Dioden26, polymeres ultraviolettes Licht27, molekulare Schalter und molekulare Proteinsonden28 oder beim Nachweis von Spurenmengen an DNA mittels FRET-basierter Methoden (Förster-Resonanzenergietransfer)29. In jüngsten Berichten wurde auch eine Variation des ESIPT-Phonomens beschrieben, insbesondere ein durch Protonentransfer ausgelöster Protonentransfer (PTTPT), bei dem ein ESIPT-Prozess durch einen anderen ESIPT30 induziert wird. Pigmente/Moleküle, die Enol → Keto-ESIPT aufweisen, haben eine Reihe interessanter Eigenschaften gemeinsam: (1) Die Tautomerie findet normalerweise entlang einer starken intramolekularen Wasserstoffbindung statt und ist daher sehr schnell, was eine nichtstrahlende Abregung der angeregten Enolform verhindert oder zumindest erheblich einschränkt (Enol*); (2) Wenn im angeregten Zustand eine signifikante strukturelle Reorganisation stattfindet, kann man eine massive Stokes-Verschiebung beobachten, die die Reabsorption des emittierten Lichts in der kondensierten Phase behindert; und (3) die Quantenausbeute der Fluoreszenzemission steigt im Festkörper aufgrund von AIE-Effekten tendenziell an, da der effizienteste Weg der strahlungslosen Deaktivierung des angeregten Keto*-Tautomers in der Lösung (Rotation um die Ringbindung) behindert wird , wie z. B. in Polymermatrizen31. Darüber hinaus wird das ESIPT-bedingte Phänomen der dualen Fluoreszenz, wie aus den neuesten Berichten hervorgeht, nur in einem sehr engen Energiefenster beobachtet32.

Es ist bekannt, dass organische chromophore Systeme im Vergleich zu ihren verdünnten Lösungen aufgrund der durch Aggregation verursachten Löscheffekte (ACQ) typischerweise eine geringere Emission in Aggregaten oder im festen Zustand aufweisen33. Tang et al. beobachteten unterschiedliche Emissionseigenschaften bei einer Gruppe aromatischer Salze, die in Lösungen eine schwächere Fluoreszenz und im aggregierten Zustand einzigartig eine erhöhte Emission zeigten. Der Effekt wurde als AIE34 beschrieben und sein Mechanismus wurde auf die Einschränkung der intramolekularen Bewegung (RIM)35,36 zurückgeführt. Eine molekulare Rotation absorbiert die Energie des angeregten Zustands über den nichtstrahlenden Deaktivierungskanal, wohingegen RIM im aggregierten Zustand den nichtstrahlenden Kanal blockieren und sein strahlendes Gegenstück aktivieren kann, was folglich zu einer relativ starken Fluoreszenzemission führt36. Weltweite Literatur hat seitdem eine Reihe verschiedener Arten von Verbindungen identifiziert, die zur AIE-Fluoreszenz [und der damit verbundenen aggregationsinduzierten Emissionsverstärkung (AIEE)] fähig sind. Solche Systeme können für Zwecke der zellulären Bildgebung, als Biosensoren und Fluoreszenzsensoren, in optoelektronischen und energetischen Geräten usw. verwendet werden.37 Vor diesem Hintergrund bestand das Ziel der in diesem Artikel vorgestellten Studie auch darin, den Einfluss von Aggregationseffekten über AIE auf die (ESIPT-bezogenen) Fluoreszenzeigenschaften des NTBD-Moleküls sorgfältig zu bewerten.

Der Artikel beschreibt umfassende Studien zu NTBD, die in mehreren Lösungsmittelmedien mit unterschiedlichen Polaritäten sowie ausgewählten Mischungen (DMSO: H2O) und Wasserlösungen mit unterschiedlichen pH-Werten unter Verwendung von UV-Vis-Absorptionsspektroskopie und Fluoreszenzspektroskopie [einschließlich der Technik der Resonanzlichtstreuung ( RLS)] sowie zeitaufgelöste Fluoreszenzlebensdauermessungen im Frequenzbereich. Die spektroskopischen Beobachtungen wurden anschließend durch die Ergebnisse der Dichtefunktionaltheorie (DFT) und der zeitabhängigen DFT (TD-DFT) sowie Dipolmomentschätzungen ergänzt. Darüber hinaus wurden die Quantenausbeutewerte sowie strahlende und nichtstrahlende Übergangskonstanten für NTBD in Lösungsmitteln und gemischten Systemen bestimmt. Die untersuchten Lösungsmittel wurden ausgewählt, um den ESIPT-Effekt und das damit verbundene Phänomen der Doppelfluoreszenz zu verstärken und dessen Verstärkung durch Aggregationsprozesse im Zusammenhang mit AIE zu erleichtern. Schließlich haben wir auch die biologische Aktivität von NTBD analysiert, die im Zusammenhang mit seinen antimykotischen Eigenschaften relevant ist.

Die Struktur des für die Studie ausgewählten Moleküls, 4-[5-(naphthalen-1-ylmethyl)-1,3,4-thiadiazol-2-yl]benzol-1,3-diol (NTBD, Abb. 1), enthält die charakteristische Resorcylgruppe, die mit dem 1,3,4-Thiadiazolring verbunden ist, der wiederum über eine -CH2-Gruppe mit dem Naphthalinfragment verbunden ist. Letzteres ist maßgeblich für die Polarität des Moleküls sowie seine Phasentrennungen verantwortlich38,39.

Chemische Struktur der in dieser Arbeit untersuchten Verbindung 4-[5-(naphthalen-1-ylmethyl)-1,3,4-thiadiazol-2-yl]benzol-1,3-diol (NTBD) (1) in ihren verschiedenen Strukturen : cis-Enol-Form (2), trans-Enol-Form (3), –O- Anion (4) und -N+-H-Kation (5).

Wie in Abb. 1 zu sehen ist, enthält das untersuchte System die Hydroxylgruppe in der Resorcylgruppe und das 1,3,4-Thiadiazol-Stickstoffatom, die sich möglicherweise in unmittelbarer Nähe befinden, was die Bildung von Wasserstoffbrücken zwischen diesen beiden Stellen erleichtert und dementsprechend die Enol-Keto-Tautomerisierung. Tatsächlich kann NTBD, wie in früheren Studien gezeigt wurde, sowohl in Enol- als auch in Ketoform vorliegen, wobei die tautomere Struktur abhängig von der Polarisierbarkeit des Lösungsmittels bevorzugt wird (wobei das Enol-Tautomer in polaren Lösungsmitteln dominiert und Keto in unpolaren Lösungsmitteln mit hoher durchschnittlicher elektrischer Energie dominiert). Dipolmoment-Polarisierbarkeit). Wie aus Analysen ähnlicher Verbindungen hervorgeht, kann die OH-Gruppe im Resorcylring (ortho-Positionen) außerdem zwei Konformationsstrukturen annehmen41, nämlich mit einem Wasserstoffatom, das entweder in Richtung der entsprechenden 1,3,4-Thiadiazol-Einheit oder von dieser weg positioniert ist -OH befindet sich entweder auf der Seite des N-Atoms oder des S-Atoms des 1,3,4-Thiadiazols (siehe Abb. 1 und 2)40. Nur in der ersteren Struktur (hier als cis-Enol bezeichnet) ist die Bildung der effizienten intramolekularen Wasserstoffbindung möglich, entlang derer der Protonentransfer erfolgen kann, der zur Enol-Keto-Tautomerisierung im Grund- oder angeregten Zustand führt. In der letztgenannten Struktur (bezeichnet als trans-Enol) ist die Bildung von Wasserstoffbrücken ausgeschlossen, wodurch Tautomerisierungsprozesse verhindert werden. Es ist allgemein anerkannt, dass die cis-Enol-Konformation normalerweise deutlich stabiler ist als ihr trans-Enol-Gegenstück. Die oben genannten Strukturpräferenzen für NTBD wurden tatsächlich durch die DFT-Rechnungen bestätigt (B3LYP+D3/6–311++G(d,p)-Geometrieoptimierungen mit dem Kontinuumslösungsmittelmodell für DMSO, gefolgt von der elektronischen Energiebewertung unter Verwendung des DSDPBEP86-Doppel- Es wird erwartet, dass die hybride Dichtefunktion genauere Ergebnisse liefert42; eine vollständige Beschreibung der Berechnungsdetails finden Sie in den ergänzenden Materialien. Wie in Abb. 3 und Tabelle S3 gezeigt, wurden zwar alle drei Strukturen – cis-Enol, trans-Enol und Keto – im Grundzustand als stabil befunden, die relativ hohen Energiewerte wurden jedoch für trans-Enol und Keto erhalten deuten darauf hin, dass ihre Anwesenheit in DMSO-Lösung eher unwahrscheinlich ist und dass diese Verbindung in einem solchen Medium wahrscheinlich vorzugsweise in der cis-Enol-Form vorliegt.

Keto-Enol-Tautomerie und intramolekulare Wasserstoffbrückenbindungen in NTBD: cis-Konfiguration der enolischen Form (cis-Enol), die die Bildung einer intramolekularen Wasserstoffbrücke mit dem nächsten Thiadiazol-Stickstoffatom begünstigt (1), Keto-Form (2), trans-Konfiguration der enolischen Form (trans -Enol), bei dem die Bildung intramolekularer Wasserstoffbrückenbindungen verhindert wird (3).

Optimierter S0-Grundzustand mit der niedrigsten Energie (oben, basierend auf B3LYP+D3/6–311++G(d,p)/PCM(DMSO)) und der entsprechende angeregte S1-Zustand (unten, basierend auf B3LYP/aug- cc-pVDZ/PCM(DMSO))-Strukturen der Enol- (cis und trans) und Ketoformen von NTBD. Die aufgeführten Werte sind die entsprechenden: interatomare Abstände dOH (in Rot) und dNH (in Blau), in Å; relative Energien ΔE, berechnet in Bezug auf die cis-Enol-Struktur, in kcal/mol, in Klammern ΔE-Werte, erhalten mit DSDPBEP86/6–311++G(d,p)/PCM(DMSO) bei B3LYP + D3/6–311 ++G(d,p)/PCM(DMSO)-optimierte Strukturen sind aufgeführt; Fluoreszenzenergien λem, in nm, und Oszillatorstärken f. Siehe auch Tabellen S3 und S5.

Abbildung 4a zeigt die normalisierten elektronischen Absorptionsspektren, die für NTBD in Ethanol, Butan-1-ol, DMSO, THF und Chloroform gemessen wurden, dh Lösungsmittel mit deutlich unterschiedlichen Polaritätseigenschaften. Die Positionen der Absorptionsmaxima für andere in der Studie untersuchte Lösungsmittel sind in Tabelle S1 dargestellt. Wie zu sehen ist, wurde bei einer Änderung der Polarität des Mediums eine leichte, aber merkliche badochrome Verschiebung (Δλ = 5 nm (481 cm-1); Abb. 4a und Tabelle S1) für die jeweils intensivste Bande registriert 320 bis 330 nm. Die Empfindlichkeit der Verbindung gegenüber Änderungen der Lösungsmittelpolarität ist daher deutlich erkennbar. In den dargestellten Absorptionsspektren können wir eine breite Bande niedrigerer Energie im Bereich von 310 bis 365 nm und mit dem Maximum bei ~ 320 nm erkennen, begleitet von der Bande höherer Energie mit dem Maximum bei ~ 287 nm. Gleichzeitig ist auf der langwelligen Seite des Hauptsignals ein leichtes zusätzliches Maximum bei ~ 370 nm vorhanden. Seine Intensität und badochrome Verschiebung weisen auf das mögliche Vorhandensein aggregierter Formen der Verbindung hin (z. B. Dimere oder N-Aggregate)43. Wie aus Abb. 5 ersichtlich ist, stimmt das TD-DFT-simulierte (B3LYP/aug-cc-pVDZ mit dem Kontinuumslösungsmittelmodell für DMSO) Spektrum für die NTBD-cis-Enol-Struktur gut mit dem experimentellen überein, insbesondere im Hinblick auf die energetischen Positionen von zwei Hauptsignalen, was die Dominanz dieser Form in DMSO-Lösung weiter bestätigt. Darüber hinaus zeigt die Analyse der berechneten dominanten Anregungen für NTBD-cis-Enol, dass die experimentell beobachtete intensivere Bande mit niedrigerer Energie um 320 nm hauptsächlich von der elektronischen Anregung S0 → S1 mit dem höchsten Oszillatorstärkewert herrührt, der vorwiegend HOMO → LUMO π–π entspricht * Übergang innerhalb des Resorcyl-Thiadiazol-π-Elektronensystems, begleitet von einer weniger intensiven S0 → S2-Anregung, hauptsächlich auf Naphthalin → Resorcyl-Thiadiazol-Ladungstransfer (CT) zurückzuführen. Die bei etwa 287 nm gemessene Bande mit höherer Energie scheint auf S0 → S4- und S0 → S5-Anregungen zurückzuführen zu sein, die vorwiegend dem π-π*-Übergang innerhalb des Naphthalinfragments bzw. CT-ähnlichen π-π* im Resorcyl-Thiadiazol entsprechen .

Normalisierte elektronische Absorptionsspektren (Panel a) und Fluoreszenzemissionsspektren (Panel b), gemessen für NTBD in verschiedenen Lösungsmitteln. Die Anregungswellenlängen betrugen 285 nm (durchgezogene Linie) und 325 nm (gepunktete Linie). Chloroform × 3 bedeutet, dass die Fluoreszenzintensität mit 3 multipliziert wurde, um das für NTBD in Chloroform gemessene Spektrum besser darzustellen.

Panel (a): TD-DFT-simuliert (B3LYP/aug-cc-pVDZ/PCM(DMSO) bei B3LYP + D3/6–311 + + G(d,p)/PCM(DMSO)-optimierte Strukturen) UV– Vis-Spektren für NTBD in seinen enolischen (cis und trans) und Keto-Formen mit ausgewählten Anregungsenergien und Oszillatorstärken, berechnet für cis-Enol, angegeben als „Stick“-Spektren. Panel (b): Isoflächen (± 0,04 au) von MOs, die an ausgewählten elektronischen Übergängen von NTBD-cis-Enol beteiligt sind. H/L steht für HOMO/LUMO. Die in Klammern aufgeführten Werte sind die entsprechenden Orbitalenergien in eV. Einen vollständigen Satz berechneter Daten finden Sie unter Ergänzende Materialien.

Der interessanteste Effekt, der im Verlauf der vorgestellten Studie beobachtet wurde, ist jedoch der in Abb. 4b dargestellte Effekt, der die Ergebnisse stationärer Fluoreszenzemissionsmessungen für Lösungsmittel zeigt, für die die in Abb. 4a dargestellten Absorptionsspektren aufgezeichnet wurden. Die in beiden Feldern von Abb. 4 dargestellten Daten entsprechen geringen Konzentrationen der analysierten Verbindung im untersuchten Lösungsmittel (~ 10–5 M). In der Abbildung ist deutlich zu erkennen, dass für die meisten Lösungsmittel – Ethanol, Butan-1-ol, DMSO, THF – nur eine einzige Fluoreszenzemission mit dem Maximum bei ~ 370 nm und je nach Polarität einer leichten Verschiebung vorhanden war dieser Bande und eine signifikante Änderung in ihrer Intensität wurde festgestellt. In anderen polaren Lösungsmitteln wurde ebenfalls eine einzelne Fluoreszenzemissionsbande beobachtet, wie in Tabelle S1 dargestellt. Gleichzeitig zeigte sich für die in Chloroform gemessene Emission, auch unabhängig von der Anregungswellenlänge, ein sehr interessanter Effekt der Doppelfluoreszenz mit einem Maximum bei ~ 370 nm, ähnlich wie bei anderen oben genannten Lösungsmitteln, begleitet von einem zweiten Maximum bei ~ 500 nm . Die beträchtliche Stokes-Verschiebung der langwelligen Emission lässt auf eine sehr signifikante Änderung in der elektronischen Struktur des emittierenden angeregten Zustands schließen44. Wenn also die Polarität des ausgewählten Mediums verringert wird, kann bei NTBD der Effekt der Doppelfluoreszenz beobachtet werden. Die Doppelfluoreszenz von NTBD in Chloroform war deutlich weniger intensiv im Vergleich zur Einzelfluoreszenz, die in polaren Lösungsmitteln beobachtet wurde, was auf eine erheblich geringere Quantenausbeute der emittierenden Molekülform im Lösungsmittelsystem schließen lässt. Die strukturellen Eigenschaften von NTBD, Literaturberichte und vor allem die unten dargestellte Analyse von Spektraldaten, ergänzt durch TD-DFT-Berechnungen, legen alle nahe, dass die für diese Verbindung beobachteten Emissionseffekte, insbesondere die duale Fluoreszenz, hauptsächlich auf den intramolekularen Protonentransfer im angeregten Zustand zurückzuführen sind (ESIPT)-Prozess. In einem späteren Stadium der Studie konnten wir auch zeigen, dass in diesem Fall das ESIPT-Phänomen relativ leicht durch Aggregationseffekte im Zusammenhang mit AIE verstärkt wurde, was durch die Induktion langwelliger Emission durch Änderungen in der Konzentration der Verbindung oder in der Hydrophobie der Verbindung nachgewiesen wurde das Medium.

Anschließend wurden auch Fluoreszenzanregungsspektren gemessen, die den in Abb. 4 dargestellten Ergebnissen entsprechen und in Abb. 6 dargestellt sind. Wie bereits erwähnt, kann in NTBD in seiner enolischen Form die -OH-Gruppe im Resorcylring entweder eine cis- oder eine trans-Konformation annehmen in Bezug auf das N-Atom im 1,3,4-Thiadiazol-Ring und die Positionierung dieser Gruppe in einer dieser beiden extremen Anordnungen kann den Protonentransfer entlang der intramolekularen –OH···N-Wasserstoffbindung entweder erleichtern oder verhindern. Dem trans-Enol-Konformer fehlt nämlich die relevante intramolekulare Wasserstoffbindung und es kann daher nur eine einzelne Fluoreszenz erzeugen. In der cis-Enol-Form hingegen kann nach Photoanregung ein ultraschneller Protonentransfer im angeregten Zustand entlang der Wasserstoffbrückenbindung stattfinden. Photoanregung führt nämlich zu einem lokalen Anstieg der Acidität und gleichzeitig der Alkalität der jeweiligen Abschnitte des Moleküls, was direkt auf die längere Länge der O-H-Bindung und die gleichzeitige Verkürzung der Wasserstoffbrücke N⋯H zurückzuführen ist. Ein solcher Effekt scheint tatsächlich in der TD-DFT-optimierten (B3LYP/aug-cc-pVDZ mit dem Kontinuumslösungsmittelmodell für DMSO) S1-Struktur des angeregten Zustands von NTBD-cis-Enol sichtbar zu sein, die in Abb. 3 gezeigt ist; siehe auch Tabelle S5. Wichtig ist, dass die Berechnungen zeigen, dass sowohl cis-Enol- als auch trans-Enol-Strukturen bei Anregung bei ziemlich ähnlicher Wellenlänge emittieren würden, was gut mit der energetischen Position der einzelnen Fluoreszenzemissionsbande und der energiereicheren Bande des dualen Fluoreszenzsignals übereinstimmt weist eine sichtbar höhere Energie auf, was zusammen mit der höheren Energie auch im Grundzustand es eher unwahrscheinlich macht, dass diese Form die dominant emittierende Form ist. Andererseits zeigt die berechnete S1-Ketostruktur eine deutlich niedrigere Energie und emittiert im Vergleich zu cis-Enol eine sichtbar rotverschobene Wellenlänge, was darauf hindeutet, dass die Enol → Keto-Tautomerisierung im angeregten Zustand, d. h. ESIPT, thermodynamisch zulässig ist und die Co- Das Vorhandensein beider tautomerer Formen könnte für den doppelten Fluoreszenzeffekt verantwortlich sein, der für NTBD in Chloroformlösung beobachtet wird. Das Fehlen dieses Effekts in protischen Lösungsmitteln könnte darauf zurückzuführen sein, dass intramolekulare Wasserstoffbrückenbindungen sehr leicht durch intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungen aufgebrochen werden. Unterdessen reduziert die Spaltung intramolekularer Wasserstoffbrückenbindungen schnell die Population der cis-Enolstruktur und führt zur Bildung von solvatisiertem Enol, während sie gleichzeitig die Hydrophobie des Mediums erheblich beeinträchtigt – daher wird nur eine einzige Fluoreszenzbande beobachtet. An dieser Stelle ist es sehr wichtig, sich die in Abb. 6 dargestellten Anregungsspektren genauer anzusehen. Ein besonders interessanter Effekt lässt sich in den für NTBD in Chloroform registrierten Spektren nach kurz- und langwelliger Anregung beobachten; Die aufgenommenen Spektren zeigen deutlich eine Verschiebung zueinander. Diese Tatsache kann mit dem Vorhandensein sowohl der cis- als auch der trans-Enolform in der Chloroformlösung in Zusammenhang gebracht werden. Die Verschiebung zum langwelligen Ende des Anregungsspektrums für cis-Enol im Vergleich zu trans-Enol ist auf die erwähnte intramolekulare Wasserstoffbrücke zurückzuführen. Die Ergebnisse der [TD]DFT-Rechnungen bestätigten die experimentellen Ergebnisse (Tabelle S3). Durch Kombination der in Abb. 4b dargestellten Daten für die Emissionsspektren der Keto*-Form, die eine langwellige Verschiebung relativ zu Enol zeigten, mit den Anregungsspektren von Abb. 6 können wir schlussfolgern, dass die Energielücke zwischen dem ersten angeregten Zustand und Der Grundzustand war in der Keto*-Form tatsächlich niedriger. Dies legt nahe, dass, ähnlich wie das Emissionsspektrum, auch das Absorptionsspektrum des Keto-Tautomers in der Bathochrom-Richtung relativ zu den Enol-Absorptionsspektren verschoben sein sollte, was tatsächlich durch die TD-DFT-simulierten Spektren für Enol- und Ketostrukturen von NTBD gestützt wird dargestellt in Abb. 5.

Normalisierte Anregungsspektren, gemessen für NTBD in verschiedenen Lösungsmitteln.

Bei der Analyse der in den Abbildungen dargestellten Ergebnisse. In den Abbildungen 4a und 6 fällt auf, dass bei den Absorptionsspektren selbst in polaren Lösungsmitteln eine langwellige Bande geringer Intensität beobachtet wurde, während die entsprechenden Anregungsspektren deutlich verbreitert waren. Dies kann ein Hinweis auf das Vorhandensein aggregierter Formen von NTBD sein, beispielsweise Dimeren oder größeren Aggregaten. Um diese Schlussfolgerung zu bestätigen, wurden Resonanzlichtstreuungsspektren (RLS) entsprechend den Spektren in Abb. 4 und 6 wurden für NTBD gemessen. Wie aus Literaturdaten hervorgeht, insbesondere aus Arbeiten von Pasternack und Colins45, sollte der Nachweis von RLS-Spektren mit dem Vorhandensein aggregierter Formen der betreffenden Verbindung verbunden sein. In unserem Fall lagen die RLS-Spektren, wie in Abb. 7 dargestellt, überwiegend in polaren Lösungsmitteln vor, normalerweise mit einer einzigen Fluoreszenzemission. Dennoch wurden auch für synchrone Spektren in Chloroform einige Banden, wenn auch von deutlich geringerer Intensität, nachgewiesen. Dies bestätigt, dass in bestimmten Lösungsmitteln tatsächlich aggregationsbedingte Effekte eine signifikante Rolle dabei spielen können, die lokale Hydrophobie des Lösungsmittels zu verändern und folglich den ESIPT-Prozess zu erleichtern, indem die Isomerisierungsenergiebarriere zwischen den beiden tautomeren Formen Enol* und Keto* verringert wird, was der Fall sein wird werden im folgenden Teil dieser Arbeit näher erläutert. Darüber hinaus weist die sehr charakteristische Oszillationsstruktur der registrierten RLS-Spektren darauf hin, dass in Lösung möglicherweise assoziierte NTBD-Formen unterschiedlicher Größe existieren.

Gemessene RLS-Spektren für NTBD in verschiedenen Lösungsmitteln.

Unter Berücksichtigung der Ergebnisse der RLS-Messungen konzentrierten wir uns im weiteren Verlauf der Studie über die Auswirkungen im Zusammenhang mit dem ESIPT-induzierten Phänomen der dualen Fluoreszenz, das in NTBD-Molekülen beobachtet wurde, auf deren Verstärkung durch Prozesse im Zusammenhang mit der Aggregation. In diesem Zusammenhang sind Abb. In den Abbildungen 8 und 9 sind die Ergebnisse dargestellt, die die oben genannten Annahmen hinsichtlich des Einflusses der Aggregation auf den analysierten ESIPT-Prozess und folglich des Phänomens der dualen Fluoreszenz bestätigen. Abbildung 8a zeigt die elektronischen Absorptionsspektren für NTBD in DMSO:H2O-Lösungen mit verschiedenen Volumenverhältnissen. Wie man sieht, führte selbst die Zugabe einer kleinen Menge Wasser zu DMSO zu einer merklichen Änderung der Intensität der Hauptabsorptionsbande mit dem Maximum bei ~ 320 nm. Mit zunehmender Wassermenge in der Mischung wurde die Verstärkung der Bande auf der langwelligen Seite immer deutlicher sichtbar, und beim Verhältnis 1:99 zugunsten von Wasser verschob sich die energieärmere Absorptionsbande sehr stark in die Langwelle Richtung auf 330 nm und wurde auch auf der Langwellenseite deutlich verbessert. Wie aus Kashas Exzitonentheorie hervorgeht, ist das Auftreten solcher Effekte in elektronischen Absorptionsspektren ein klarer Beweis für die Auswirkungen der chromophoren Aggregation im untersuchten System; Beachten Sie, dass die Exzitonentheorie davon ausgeht, dass langwellige Verschiebungen mit der Bildung von Kartenpackungsdimeren korrespondieren43. Abbildung 8b zeigt das Verhältnis der bei 319 nm gemessenen Absorption zu der bei 331 nm im Vergleich zum DMSO:H2O-Verhältnis, was zeigt, dass die Aggregationseffekte in der Lösung relativ schnell sichtbar wurden. Bemerkenswert ist, dass sie sich beim Mischungsverhältnis 1:9 zugunsten von Wasser deutlich bemerkbar machten und die maximale Verschiebung des Absorptionsspektrums beim Verhältnis 1:99 zugunsten von Wasser beobachtet wurde. Gleichzeitig erhöhte sich mit zunehmender Wassermenge in der Mischung auch die Halbwertsbreite des Absorptionsspektrums von 29 auf 42 nm. Ein noch interessanterer Effekt ist jedoch in Abb. 8c dargestellt, die die entsprechenden Fluoreszenzemissionsspektren zeigt, die in gemischten DMSO:H2O-Lösungen gemessen wurden. Wie man sehen kann, begann sich bei einer Änderung des Verhältnisses von DMSO:H2O der Effekt der dualen Fluoreszenz für NTBD mit den Maxima bei 379 nm und 444 nm zu zeigen (interessanterweise recht gut korrespondierend mit der berechneten Emissionswellenlänge von S1 → S0-Übergängen für cis- Enol- und Ketostrukturen, siehe Abb. 3 und Tabelle S5). Mit zunehmendem Wasseranteil nahm die Intensität der Bande mit dem Maximum bei 379 nm, die dem Enol*-Tautomer entspricht, ab. Gleichzeitig behielt die Bande mit dem Maximum bei 444 nm überraschend lange ihre relativ hohe Intensität. Beim Verhältnis 1:99 verschwanden diese Banden praktisch und es entstand eine langwellige Bande mit dem Maximum bei 500 nm. Die Bande bei dieser Wellenlänge entspricht der zuvor für NTBD in Chloroform registrierten und ist, wie oben ausgeführt, charakteristisch für die angeregte Form des Keto*-Tautomers. Die Abweichungen zwischen den jeweiligen Maxima sind in Abb. 8d dargestellt. Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass Änderungen in der Polarität/Hydrophobie des Lösungsmittels die Enol-Keto-Umwandlung beschleunigen46. Wie aus den in Abb. 8c gezeigten Daten hervorgeht, erleichtert die Zugabe von Wasser nämlich die ESIPT in NTBD und dementsprechend die Emission aus der Keto*-Form, die aufgrund von deutlich intensiver ist als bei der in unpolaren Lösungsmitteln beobachteten Aggregationseffekte. Wie in unserer früheren Forschung41 gezeigt wurde, wird die Aggregation von Molekülen dieses Typs in Wassermedien durch eine Zunahme hydrophober Wechselwirkungen ausgelöst. Es ist bekannt, dass in einer Lösung die Moleküle der gelösten Substanz von allen Seiten in drei Dimensionen von Molekülen des Lösungsmittels umgeben sind. Wenn jedoch einzelne Zellen der betreffenden Verbindung zu aggregieren beginnen, sind sie nicht mehr vollständig von Lösungsmittelmolekülen umgeben. Eine solche Aggregation verringert die Zugänglichkeit des gelösten Stoffes zum Lösungsmittel erheblich, was die Wechselwirkungen zwischen Lösungsmittel und gelöstem Stoff in Aggregaten sofort verringert, die Hydrophobie des Mediums und folglich die Population der cis-Enol-Form erhöht und es gleichzeitig anfälliger für ESIPT macht. Der aggregationsinduzierte Anstieg der Keto*-Tautomer-Emission wurde in der Tat bereits für mehrere Moleküle, die zum ESIPT-Effekt fähig sind,47 als aggregationsinduzierte Emissionsverstärkung (AIEE)48 beschrieben, wie oben kurz erwähnt. Die diskutierten Ergebnisse wurden durch Messungen der entsprechenden Fluoreszenzanregungsspektren für NTBD in DMSO:H2O-Mischlösungen weiter bestätigt, dargestellt in Abb. S1 in den Zusatzmaterialien. Die hohe Selektivität von Fluoreszenzanregungsspektren im Vergleich zu Absorptionsspektren bietet eine einfache Möglichkeit, aggregationsbedingte Effekte zu beobachten. Es zeigte sich, dass bereits bei einer geringen Zugabe von Wasser zu DMSO eine signifikante Abnahme der Bandenintensität erkennbar war, begleitet von den Auswirkungen einer Bathochromie-Verschiebung und einer erheblichen Zunahme der gesamten Breite der Banden bei halbem Maximum. Für das Verhältnis von 1:99 Wasser war die beobachtete Verschiebung in den Anregungsspektren sehr erheblich und erreichte ~ 340 nm. Dies war wahrscheinlich auf eine Kombination zweier Effekte zurückzuführen, nämlich Aggregation und das Vorhandensein sowohl von Cis-Enol- als auch von Keto-Konformeren.

Panel (a): Absorptionsspektren von NTBD in DMSO: H2O-Lösungen mit verschiedenen Volumenverhältnissen – 1:99, 1:9, 4:6, 5:5, 6:4, 9:1 und 99:1. Tafel (b): Korrelation zwischen dem Verhältnis der Absorption bei der Wellenlänge von 319 nm zu der bei 331 nm und dem Verhältnis von DMSO zu H2O in der gemischten Lösung. Panel (c): Fluoreszenzemissionsspektren von NTBD in DMSO: H2O-Lösungen mit verschiedenen – 1:99, 1:9, 2:8, 4:6, 5:5, 6:4, 7:3 und 8:2 – Volumenverhältnis. Die Anregung wurde auf das Absorptionsmaximum jeder Probe eingestellt, wie in der Abbildung dargestellt. Tafel (d): Korrelation zwischen dem Verhältnis der Fluoreszenzemission bei der Wellenlänge 379 nm zu der bei 444 nm sowie denen bei 444 nm bis 502 nm und dem Verhältnis von DMSO zu H2O in gemischter Lösung. Die Experimente wurden bei Raumtemperatur durchgeführt.

RLS-Spektren gemessen für NTBD in DMSO: H2O-Lösungen mit verschiedenen – 1:99, 1:9, 4:6, 5:5, 6:4, 9:1 und 99:1 – Volumenverhältnissen (Panel a). Der Einschub in (a) zeigt die Intensität des RLS-Spektrums bei 406 nm im Vergleich zu DMSO:H2O-Lösungen mit verschiedenen Volumenverhältnissen.

Um die Analyse der Auswirkungen von Aggregationseffekten im Zusammenhang mit AIE auf Protonentransferprozesse im angeregten Zustand zu ergänzen, zeigt Abb. 9 die RLS-Spektren für NTBD in gemischten DMSO:H2O-Lösungen. Es ist offensichtlich, dass der stärkste Anstieg der RLS-Spektrenintensität nur bei den Verhältnissen 1:9 und 1:99 zugunsten von Wasser beobachtet wurde, was das Vorhandensein starker Aggregationseffekte weiter bestätigt. Dies ist besonders gut im Einschub von Abb. 9 sichtbar, wo Änderungen in der Intensität des RLS-Spektrums in Bezug auf das DMSO:H2O-Volumenverhältnis für die Wellenlänge von 400 nm dargestellt sind.

Anschließend wurden die Dipolmomente des NTBD-Moleküls mit zwei Methoden berechnet. Abb. S2 sowie die Tabellen 1 und S1 in den Zusatzmaterialien stellen die Ergebnisse dar, die mit dem Bakhshiev-, Kawski-Chamma-Viallet- und Reichardt-Ansatz und einer anderen ähnlichen Methode erzielt wurden49,50. Wie oben gezeigt, erzeugt NTBD in unpolaren Lösungsmitteln eine duale Fluoreszenz, siehe Abb. 4b für Chloroform. Die umfangreiche Stokes-Verschiebung, die für die langwellige Emission in einem solchen Medium sichtbar ist, bestätigt eine signifikante Änderung in der elektronischen Struktur des emittierenden angeregten Zustands, der diesem Signal zugrunde liegt. Beachten wir jedoch, dass die relative Intensität der langwelligen Fluoreszenz mit der der kurzwelligen vergleichbar ist; Wie aus Literaturdaten hervorgeht, kann sich diese Intensität als Reaktion auf eine erhöhte Polarität des Mediums ändern – in unpolaren, aber stark polarisierbaren Lösungsmitteln überwiegt tendenziell die kurzwellige Emission die langwellige. Darüber hinaus erfährt die Kurzwellenfluoreszenz eine bathochrome Verschiebung, wenn die Polarität des Lösungsmittels zusammen mit seiner Fähigkeit zur Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen zunimmt (Abb. 4b und Tabelle S1). Dies bedeutet, dass polare Lösungsmittel den angeregten Zustand stärker stabilisieren können als den Grundzustand. Daher wird die Bathochromie-Verschiebung durch eine Verringerung der Energielücke zwischen diesen Zuständen verursacht. Dies bestätigt die Tatsache, dass der angeregte Zustand im Vergleich zum entsprechenden Grundzustand polarer ist, was ein charakteristisches Merkmal der Emission ist, die vom Keto*-Tautomer in Molekülen stammt, die für den ESIPT-Effekt anfällig sind. Weitere Belege für diesen Punkt liefern auch unsere Berechnungen des mittleren Dipolmoments, deren relevante Ergebnisse in Abb. S2 sowie in den Tabellen 1 und S1 dargestellt sind. Im analysierten Fall belegen die Berechnungen eindeutig eine Änderung des Dipolmoments im Mittel aller verwendeten Lösungsmittel. Gleichzeitig sind, wie in Abb. S2b gezeigt, die beobachteten Beziehungen deutlich negativ geneigt, was bestätigt, dass das Dipolmoment des untersuchten Moleküls im angeregten Zustand möglicherweise eine andere Richtung hat als im Grundzustand, oder dass das Die Änderung davon hat einen negativen Wert. Dies zeigt, dass im angeregten Zustand eine starke Umordnung der elektronischen Dichteverteilung stattfindet und im konkreten Fall die Bildung von Keto*-Tautomeren erfolgt. Dies wurde in der Tat durch die Ergebnisse der TD-DFT-Rechnungen weiter gestützt, die eine unterschiedliche Elektronendichteverteilung in S1-cis-Enol- und Ketostrukturen zeigten, wie durch die entsprechenden HOMO-Isoflächen in Abb. S11 veranschaulicht.

Zeitaufgelöste Messungen der Fluoreszenzlebensdauer im Frequenzmodus wurden ebenfalls durchgeführt, um das bei NTBD beobachtete ESIPT-Phänomen und seinen Einfluss durch Aggregationseffekte weiter zu analysieren. Wir haben uns hauptsächlich auf die Lebensdauern in gemischten DMSO:H2O-Systemen konzentriert; Die entsprechenden Ergebnisse sind in den Abbildungen dargestellt. 10 und S3 sowie Tabelle 2. Wie aus den durchgeführten Messungen hervorgeht, konnten in den Mischlösungen zwei charakteristische Lebensdauern identifiziert werden. In Fällen, in denen die Emissionsspektren in Abb. 8 nur eine einzige (energiereichere) Fluoreszenzbande zeigten, die für die angeregte Enolform charakteristisch ist, registrierten wir hauptsächlich die langlebige Komponente von ~ 1,4–2 ns. Sobald jedoch die langwellige Bande in den Fluoreszenzemissionsspektren auftauchte, begann die Lebensdaueranalyse, eine klare Zweikomponentenverteilung zu liefern. Bei den mit dem 320-nm-Filter durchgeführten Beobachtungen wurde festgestellt, dass die zweite Komponente etwa 0,5 ns beträgt. Gut etablierte Literaturdaten deuten darauf hin, dass die Komponente mit kürzerer Lebensdauer mit dem angeregten Keto-Tautomer zusammenhängt, während die Komponente mit längerer Lebensdauer mit der angeregten Enolform zusammenhängt. Daher sind die Anteile, in denen die Enol*-Strukturen dominieren, in erster Linie durch die längere Fluoreszenzlebensdauerkomponente gekennzeichnet, wohingegen, sobald Wasser im Medium vorherrscht, sofort der aus der Keto*-Form stammende Lebensdaueranteil zum Vorschein kommt. Wie bereits erwähnt, liefern die Anregungsspektren hauptsächlich Informationen über den Grundzustand, da die bei zwei unterschiedlichen Emissionswellenlängen registrierten Werte gegeneinander verschoben waren, was die Tatsache bestätigt, dass die Emissionen in beiden Fällen zunächst in unterschiedliche Grundzustände zerfallen. Nach der Fluoreszenzemission kehrt das Keto-Tautomer schnell in den bevorzugteren cis-enolischen Grundzustand zurück, wie aus den elektronischen Absorptionsspektren hervorgeht und durch die quantenchemischen Berechnungen gestützt wird (siehe Diskussion oben).

Fluoreszenzlebensdauern (Panel a), fraktionelle Intensitäten (Panel b) und entsprechende Standardabweichungen, gemessen für NTBD bei verschiedenen DMSO:H2O-Volumenverhältnissen unter Verwendung eines 320-nm-Filters.

Der nächste Teil der Diskussion betrifft Berechnungen und Analysen der Quantenausbeute der Fluoreszenz Φ sowie der strahlenden kr- und nichtstrahlenden knr-Zerfallskonstanten für NTBD in verschiedenen Lösungsmittelsystemen, einschließlich DMSO: H2O-Mischungen. Die Berechnungen dieser Konstanten basierten natürlich auf den Daten, die aus den oben genannten Messungen der Fluoreszenzlebensdauern gewonnen wurden. Die entsprechenden Ergebnisse sind in Abb. S4 sowie den Tabellen 3 und S2 dargestellt. Abbildung S4a zeigt die in EtOH, MeOH, DMF, THF und Chloroform erhaltenen NTBD-Quantenausbeuten im Vergleich zur Dielektrizitätskonstante ε des Lösungsmittels. Wie für die Chloroformlösung beobachtet werden kann, in der die ESIPT-induzierte Doppelemission vorhanden war, war die Quantenausbeute deutlich geringer (~ 0,05) im Vergleich zu Medien, in denen hauptsächlich ein einzelnes Emissionssignal der Enolform des Moleküls erkennbar war (~ 0,5–0,8). Abb. S4b zeigt die Änderungen der Quantenausbeute im Verhältnis zu den Änderungen im DMSO:H2O-Volumenverhältnis in den NTBD-Mischlösungen. Es ist klar, dass die Emission des Enol-Tautomers einer erhöhten Fluoreszenzquantenausbeute entspricht. Sobald gleichzeitig der Effekt der Dualfluoreszenz, insbesondere der langwelligen Fluoreszenz mit dem Maximum bei ~ 500 nm, auftritt, sinkt der Wert von Φ schnell. Daraus lässt sich schließen, dass die Fluoreszenzquantenausbeute des Enol-Tautomers erheblich höher ist als die der Ketoform. Interessant ist auch das Verhalten von Φ für die Mischungsverhältnisse im Bereich von ~ 3:7 bis 7:3, wo es auf einem nahezu konstanten Niveau blieb, während, wie die Messungen der Emissionsspektren zeigten, der Effekt dual war Fluoreszenz war bereits im System vorhanden, allerdings mit den jeweiligen Maxima bei ~ 380 und 440 nm (Abb. 8c). Aus diesen Ergebnissen folgt, dass die Fluoreszenzquantenausbeute in polaren im Vergleich zu unpolaren Lösungsmitteln insgesamt höher war und dass die Aggregation eine signifikante Abnahme derselben auslöst. Wir wissen auch, dass das Tautomerengleichgewicht auch in polaren Lösungsmitteln vorhanden sein muss, aber um den ESIPT-Effekt in solchen Medien zu beobachten, muss der zusätzliche Faktor der sich ändernden Hydrophobie des Mediums einbezogen werden, z. B. aufgrund von Aggregationseffekten im Zusammenhang mit der AIE-Fluoreszenz.

Sehr interessante Eigenschaften können auch für die entsprechenden strahlenden kr- und nichtstrahlenden knr-Übergangskonstanten in NTBD beobachtet werden, dargestellt in Tabelle 3. Bemerkenswert ist, dass mit abnehmender Polarität des Lösungsmittels der Wert der Strahlungskonstante schnell abnahm, während der Wert der nichtstrahlenden Konstante schnell abnahm -Die Strahlungskonstante wurde deutlich erhöht. Ähnliche Ergebnisse wurden bei den DMSO:H2O-Lösungsmittelmischungen erhalten. Der kr-Wert stieg nämlich zunächst leicht an, aber sobald das DMSO:H2O-Verhältnis 1:9 oder 1:99 zugunsten von Wasser erreichte, sank er drastisch. Der Wert von knr stieg bei den Verhältnissen deutlich von 0,52 auf 6,16. Insgesamt bestätigten die Ergebnisse, dass mit zunehmender Aggregationsneigung des Mediums und entsprechenden Änderungen seiner Hydrophobie die strahlungslose Deaktivierung der Anregung des NTBD-Moleküls effizienter wird, was auch auf eine zunehmende Bevorzugung des Keto-Tautomers im angeregten Zustand hinweist. Ein solches Verhalten ist ziemlich charakteristisch für Moleküle, die in Lösungsmittelsystemen ESIPT durchführen können. Das entsprechende Verhalten in den Festkörpersystemen werden wir in unseren zukünftigen Studien untersuchen.

Schließlich wollten wir ermitteln, welche Prozesse im Zusammenhang mit Schwankungen des pH-Werts der Wasserlösung die analysierten Änderungen in den Fluoreszenzemissionsspektren für NTBD beeinflussen können. Die entsprechenden Ergebnisse sind in den Abbildungen dargestellt. 11, S5 und S6 in den Zusatzmaterialien. Wie aus den Daten in Abb. 11a hervorgeht, verursachte die Ionisierung der –OH-Gruppe im Resorcylring eine bathochrome Verschiebung des Absorptionsbandenmaximums auf 363 nm (27,548 cm-1) bei pH = 12, relativ zum Maximum von 337 nm (29,673 cm-1) bei pH = 7,5. Das Δλ zwischen den Spektren betrug in diesem Fall 26 nm (also 2125 cm-1). Als der pH-Wert weiter sank, beobachteten wir eine Verschiebung des Absorptionsbandenmaximums auf 325 nm (30,769 cm-1); Basierend auf unseren früheren Studien zu ähnlichen Themen und kristallographischen Daten, die für analoge 1,3,4-Thiadiazole41 erhalten wurden, dominieren bei niedrigen pH-Werten ionische Formen mit der ionisierten -N+-H-Gruppe. Darüber hinaus zeigen bei niedrigem pH-Wert aufgenommene Spektren eine charakteristische Verstärkung auf der langwelligen Seite mit dem Maximum bei ~ 360 nm (27,777 cm-1). Diese Veränderungen sind insbesondere in den Fluoreszenzanregungsspektren sichtbar, die in Abb. S5 in den Zusatzmaterialien dargestellt sind. Wie aus Kashas Exzitonentheorie51 hervorgeht, hängen Effekte dieser Art mit der Möglichkeit einer molekularen Aggregation des Kartenpakets im jeweiligen Medium zusammen. Durch die Verwendung der molekularen Abstandsformel ermöglichte uns diese Theorie, den Abstand zwischen den Chromophoren im Aggregatzustand mit Rβ = 3,45 Å zu berechnen, was im Bereich der DFT- und kristallographischen Daten liegt, die für analoge Systeme gefunden wurden41. Abbildung 11b zeigt die entsprechenden Ergebnisse für die Emissionsspektrenmessungen. Wie zu sehen ist, wurde für das Fluoreszenzemissionsspektrum, das von der ionisierten Form von NTBD mit der -O--Gruppe stammt, das Maximum bei ~ 447 nm aufgezeichnet, während es für die Form mit der -N+-H-Gruppe auf ~ 480 nm verschoben war bei gleichzeitiger deutlicher Steigerung der Intensität. Die entsprechenden Absorptionsspektren zeigen, dass in diesem speziellen Fall aggregationsbedingte Prozesse vorherrschend waren, da das Absorptionsspektrum erheblich verringert war. An dieser Stelle lohnt es sich, auf die in Abb. 8 dargestellten Ergebnisse zurückzukommen und auf die Tatsache, dass NTBD in der Anfangsphase des Experiments mit der Erhöhung des Wassergehalts in der DMSO:H2O-Mischung eine duale Fluoreszenz mit der zweiten ( energieärmeres) Maximum bei ~ 440 nm. Erst in den darauffolgenden Messungen trat das langwellige Band mit dem Maximum bei ~ 500 nm auf. Dies untermauert die Schlussfolgerung, dass das Emissionsspektrum mit dem Maximum bei ~ 440 nm möglicherweise mit der ionisierten Form des NTBD-Moleküls mit der –O-Gruppe verbunden ist. Bemerkenswerterweise beobachteten wir im pH-Bereich von 7,5 bis 8,5 einen leichten dualen Fluoreszenzeffekt mit Maxima bei ~ 420 und 500 nm. Die Tatsache, dass dies nur in einem so engen pH-Fenster beobachtet wurde, zeigt, dass die ionischen Formen dieses bestimmten Moleküls einen starken Einfluss auf stationäre Fluoreszenzspektren haben. Der Einfluss ionisierter Formen auf aggregationsbedingte Effekte ist in Abb. S6 deutlich zu erkennen, in der die entsprechenden RLS-Spektren dargestellt sind. Wie im pH-Bereich von 2 bis 5 beobachtet werden kann, hatte das RLS-Signal im Maximum eine Intensität von ~ 200 au, was auf ziemlich signifikante Aggregationseffekte hinweist. Im physiologischen pH-Bereich von 6–8 stieg das Signal jedoch plötzlich auf ~ 450 au an, was auf eine Verstärkung des Aggregationseinflusses auf die Fluoreszenzemissionsspektren hinwies, während ein leichter dualer Fluoreszenzeffekt praktisch auch nur in diesem Bereich beobachtet wurde. Bei einem hohen pH-Wert ≥ 9 sank das RLS-Signal auf ~ 120 au. Dies deutet auf einen wahrscheinlichen Anstieg der Anzahl von NTBD-Molekülen mit der ionisierten -O-Gruppe und eine starke Monomerisierung des Mediums bei diesem pH-Wert hin. Die Emissionsspektren zeigten einen Anstieg der Intensität der Bande mit dem Maximum bei ~ 440 nm, was nur mit einer Handvoll in der Literatur verfügbarer Berichte übereinstimmt52,53.

Absorptionsspektren für NTBD in Wasserlösung mit variierendem pH-Wert (von 2 bis 12) (Panel a) zusammen mit den entsprechenden Fluoreszenzemissionsspektren (Panel b). Die Spektren wurden bei Raumtemperatur gemessen.

Gemäß den von O'Donnell et al.54 vorgeschlagenen Bioaktivitätskriterien zeigte die untersuchte Verbindung weder bei den getesteten gramnegativen noch bei den getesteten grampositiven Referenzbakterienstämmen eine signifikante Bioaktivität (MIC > 1000 mg/L, Tabelle 4). Es zeigte jedoch eine gute antimykotische Aktivität (MHK im Bereich von 26–125 mg/l) gegen die Stämme C. albicans und C. parapsilosis und eine mäßige Bioaktivität (MHK im Bereich 126–500 mg/l) gegen den Stamm C. glabrata54. Als Standardmedikamente wurden Vancomycin (Van) und Nystatin (Nys) verwendet. Es gab keine Unterschiede in den MHK-Werten der in den DMSO:H2O-Mischungen gelösten NTBD-Proben mit zunehmendem Wassergehalt.

Die vorgestellten Ergebnisse spektroskopischer Studien, die durch Dipolmomentberechnungen und (TD-)DFT-quantenchemische Modellierung unterstützt wurden, lieferten umfassende Beweise dafür, dass der in den Spektren des NTBD-Moleküls beobachtete Effekt der dualen Fluoreszenz mit dem Phänomen der Anregung von cis-Enol → Keto zusammenhängt -Zustands-intramolekularer Protonentransfer (ESIPT), wobei die erste (energetischere) Emissionsbande im Emissionsspektrum vom angeregten Enol und die zweite (energetischere) von der angeregten Ketoform stammt. In DMSO:H2O-Mischmedien, in denen erhebliche Änderungen der Hydrophobie die Wechselwirkungen zwischen 1,3,4-Thiadiazolmolekülen erleichtern, wurden die dualen Fluoreszenzeffekte bei NTBD jedoch stark durch das mit der AIE-Fluoreszenz verbundene Aggregationsphänomen beeinflusst. Die Aggregation schwächt starke Wechselwirkungen zwischen Lösungsmittel und gelöstem Stoff und erleichtert so den Tautomerisierungsprozess im angeregten Zustand und damit das Auftreten eines dualen Fluoreszenzsignals. Die entsprechenden Quantenausbeuteberechnungen ergaben, dass die Ausbeute des Keto*-Tautomers geringer ist als die von Enol* und der Effekt durch Aggregation noch verstärkt wurde. Darüber hinaus zeigten die Berechnungen der strahlenden und nichtstrahlenden Übergangskonstanten, dass die Deaktivierung des angeregten Zustands stark durch die diskutierten aggregationsbedingten Effekte beeinflusst wurde, die die nichtstrahlenden Deaktivierungskanäle sichtbar verstärkten. Die Messungen der Konzentrationen von Wasserstoffionen bestätigten auch das Vorhandensein ionisierter Formen des NTBD-Moleküls mit den Gruppen –O- und –N+–H, die die beobachteten Fluoreszenzemissionsspektren erheblich beeinflussten, da sie eine relativ starke Emission erzeugten, die mit der überlappte Auswirkungen im Zusammenhang mit dem ESIPT-Prozess. Schließlich haben wir gezeigt, dass NTBD eine gute antimykotische Aktivität aufweist und als vielversprechendes Mittel gegen Hefepilze angesehen werden kann.

4-[5-(Naphthalen-1-ylmethyl)-1,3,4-thiadiazol-2-yl]benzol-1,3-diol (NTBD) wurde in der Fakultät für Chemie der Universität für Biowissenschaften in Lublin synthetisiert und in der vorherigen Veröffentlichung40 beschrieben.

Stammlösungen von NTBD wurden hergestellt, indem etwa 1 mg der Verbindung in ausgewählten Lösungsmitteln (Methanol, Ethanol, Butan-1-ol, Propan-2-ol, Acetonitril, Ethylacetat, DMSO, DMF, THF, Aceton, Toluol, Chloroform) gelöst wurden , n-Hexan und n-Heptan). Alle in dieser Studie verwendeten Lösungsmittel waren von analytischer Qualität. Ein geeignetes Volumen der Lösung wurde zu 2 ml eines bestimmten Lösungsmittels gegeben, um die erforderliche Absorptionsintensität zu erhalten. Die molaren Konzentrationen von in THF und DMSO gelöstem NTBD betrugen 1,49·10–3 M bzw. 1,35·10–3 M.

Elektronische Absorptionsspektren von NTBD wurden mit einem Doppelstrahl-UV-Vis-Spektrophotometer Cary 300 Bio (Varian) aufgezeichnet, das mit einem thermostatisierten Tabletthalter mit einem 6 × 6-Mehrzellen-Peltier-Block ausgestattet war. Die Temperatur wurde mit einer Thermoelementsonde (Cary Series II von Varian) kontrolliert, die direkt in der Probe platziert wurde.

Das Cary Eclipse-Spektrofluorometer (Varian) wurde zur Aufzeichnung von Fluoreszenzanregungs-, Emissions- und Synchronspektren eingesetzt. Alle Messungen wurden bei 22 °C durchgeführt. Alle Fluoreszenzspektren wurden mit einer Auflösung von 0,5 nm zusammen mit den Korrekturen der spektralen Eigenschaften von Lampe und Photomultiplier aufgezeichnet. Messungen der Resonanzlichtstreuung (RLS) wurden gemäß dem zuvor berichteten Protokoll mit synchronem Scannen sowohl des Anregungs- als auch des Emissionsmonochromators (es gab kein Intervall zwischen Anregungs- und Emissionswellenlänge) und einer spektralen Auflösung von 1,5 nm durchgeführt. Zur Analyse der aufgezeichneten Daten wurde die Software Grams/AI 8.0 (Thermo Electron Corporation; Waltham, Massachusetts, USA) eingesetzt.

Die Dipolmomentwerte des NTBD-Moleküls im Grundzustand und im angeregten Zustand wurden mithilfe von zwei Methoden geschätzt, die auf dem Einfluss des internen elektrischen Feldes (Solvatochromie) basieren, d. h. dem Einfluss der Lösungsmittel auf die Orte der Absorptionsmaxima und der Fluoreszenzspektren des Moleküls System in Frage.

Basierend auf den Arbeiten von Bakshiev und Kawski-Chamma-Viallet49,50 kann die Änderung des Dipolmoments zwischen Grund- und angeregtem Zustand aus den folgenden beiden Gleichungen berechnet werden. (1) und (2):

Dabei sind \(\overline{v}_{a}\) und \(\overline{v}_{f}\) die Absorptions- und Fluoreszenzmaxima, ausgedrückt in cm-1. Die Ausdrücke \(F_{1} \left( {\varepsilon ,n} \right)\) (Bakshievs Polaritätsfunktion) und \(F_{2} \left( {\varepsilon ,n} \right)\) (Kawski -Chamma-Viallet-Funktion) für ein gegebenes Lösungsmittel werden als Gleichungen dargestellt. (3) und (4):

Dabei ist \(n\) der Lichtbrechungsindex und \(\varepsilon\) die Dielektrizitätskonstante des Lösungsmittels. Die Änderung des Dipolmoments wird basierend auf den Orten der Absorptions- und Fluoreszenzmaxima für das gegebene Molekül in verschiedenen Lösungsmitteln berechnet. Unter der Annahme, dass die Symmetrie des analysierten Moleküls nach dem elektronischen Übergang unverändert bleibt und dass die Dipolmomente im Grundzustand und im angeregten Zustand parallel sind, erhalten wir die folgenden Gleichungen: (5) und (6):

wobei \(\mu_{g}\) und \(\mu_{e}\) die Dipolmomente im Grund- und im angeregten Zustand sind, \(h\) die Plancksche Konstante ist, \(c\) die Geschwindigkeit von Licht, und \(a_{0}\) ist der Radius des Onsager-Hohlraums des Moleküls, der aus der Suppan-Gleichung berechnet wird. (7)55:

wobei \(\delta\) die Dichte der gelösten Substanz, \(M\) ihre Molmasse und \(N\) die Avogadro-Konstante ist. Das Verhältnis des Dipolmoments im angeregten Zustand zum Dipolmoment im Grundzustand kann als (8) ausgedrückt werden:

wobei \(m_{1}\) und \(m_{2}\) die jeweiligen Steigungen von geraden Linien sind, die aus den Diagrammen erhalten wurden, die die Stokes-Verschiebungen relativ zur Lösungsmittelpolaritätsfunktion \(F_{1} \left( {\ varepsilon ,n} \right)\) und \(\left( {\overline{v}_{a} + \overline{v}_{f} } \right)/2\) relativ zur Funktion \(F_ {2} \left( {\varepsilon ,n} \right)\). Die Änderung des Dipolmoments des Moleküls wird als Differenz zwischen dem Dipolmoment im angeregten Zustand und dem Dipolmoment im Grundzustand bestimmt [Gl. (9)]:

Die zweite Methode, die zuerst von Reichardt56 vorgeschlagen wurde, verwendet eine Skala, die die mikroskopische Polarität von Lösungsmitteln (E_{T}^{N}\) beschreibt und auf der Grundlage des im Betainpigment vorhandenen solvatochromen Effekts bewertet wird. Die Polarisationsabhängigkeit und das Vorhandensein von Wasserstoffbrückenbindungen in Lösungsmitteln korrelieren mit der Polaritätsskala \(E_{T}^{N}\). Die theoretische Grundlage für die Korrelation zwischen der spektralen Verschiebung und der \(E_{T}^{N}\)-Skala wurde von Ravi et al.57 bereitgestellt. Der \(E_{T}^{N}\)-Wert ist definiert nach Gl. (10), wobei Wasser (\(E_{T}^{N} = 1\)) und Tetramethylsilan (\(E_{T}^{N} = 0\)) als Referenzlösungsmittel verwendet werden:

Schließlich kann die Änderung des molekularen Dipolmoments \(\Delta \mu\) über Gleichung ausgedrückt werden. (11):

wobei \(m\) die Steigung der geraden Linie ist, die aus dem Diagramm der Stokes-Verschiebungen relativ zum Parameter \(E_{T}^{N}\) erhalten wird.

Die Quantenausbeuten der Fluoreszenz von NTBD-Lösungen wurden unter Verwendung von 7-Diethylamino-4-methylcumarin (Cumarin1) als Fluoreszenzstandard bestimmt. Die Messungen wurden in Ethanol \({\Phi }_{F} = 0,73\)58 durchgeführt. Die endgültigen Fluoreszenzquantenausbeutewerte wurden basierend auf Gleichung berechnet. (12):

wobei der Index \(X\) NTBD in verschiedenen Lösungsmitteln und gemischten Systemen bezeichnet und der Index \(R\left( {EtOH} \right)\) Cumarin1 in EtOH-Lösung bezeichnet, \(\lambda_{ex}\) ist der Wert der Absorption bei der Anregungswellenlänge, \(I\) ist die Fläche unter der Emissionskurve und \(\eta\) ist der Brechungsindex des Lösungsmittels.

Die Quantenausbeute (Φ) ist definiert als das Verhältnis der Anzahl der emittierten Photonen zur Anzahl der absorbierten Photonen und ist über Gleichung (1) mit den Geschwindigkeitskonstanten des strahlenden und nichtstrahlenden Prozesses verknüpft. (13)59:

wobei \(k_{r}\) die Geschwindigkeitskonstanten für Strahlungsprozesse ist, während \(k_{nr}\) die Geschwindigkeitskonstanten für Nichtstrahlungsprozesse ist.

Die gemessene Lebensdauer der Fluoreszenz (\(\tau\)) kann mit den Geschwindigkeitskonstanten für den strahlenden und nichtstrahlenden Zerfall \(k_{r}\) und \(k_{nr}\) in Beziehung gesetzt werden, wie in Gleichung dargestellt. (14):

Folglich können die grundlegenden photophysikalischen Gleichungen, die die Quantenausbeute und die Lebensdauer der Fluoreszenz des Moleküls mit Geschwindigkeitskonstanten strahlender und nicht strahlender Prozesse in Beziehung setzen, wie folgt definiert werden60:

wobei in unserem Fall \({\Phi }_{F}\) und \(\tau\) jeweils die für NTBD-Lösung gemessene Fluoreszenzquantenausbeute und Fluoreszenzlebensdauer ist.

Die Fluoreszenzlebensdauern wurden mit einer Frequenzbereichsmethode unter Verwendung eines Multifrequenz-Kreuzkorrelationsphasen- und Modulations-K2-Fluorometers (ISS, Champaign, IL) gemessen. NTBD wurde in organischen Lösungsmitteln und in DMSO:H2O-Mischungen gelöst. Die Fluoreszenzemission wurde in einer 10 × 10 mm (oder 4 × 4 mm für hohe NTBD-Konzentration) großen Quarzküvette für die Anregung bei 315 nm (300 W Xenonbogenlampe) durch einen Sperrfilter (Transmission für λ > 320 nm) aufgezeichnet ) im Emissionskanal. Die Messungen wurden für 15–20 Modulationsfrequenzen im Bereich von 2 bis 200 MHz durchgeführt, wobei eine wässrige Lösung von Ludox@ (Aldrich, Darmstad, Deutschland) als Referenz verwendet wurde. Die Daten wurden nach einem multiexponentiellen Zerfallsmodell für diskrete Fluoreszenzlebensdauerkomponenten unter Verwendung der von der ISS Company bereitgestellten Vinci 2.0-Software analysiert:

wobei \(I\left( {\lambda ,t} \right)\) die Fluoreszenzintensität und \(f_{i }\) der Bruchteilsbeitrag jeder Fluoreszenzlebensdauerkomponente ist.

Die am besten angepassten Parameter wurden durch Minimierung sowohl des reduzierten χ2-Werts als auch der Restverteilung der experimentellen Daten erhalten. Die Messungen wurden 3–5 Mal wiederholt und die Durchschnittswerte mit Standardabweichungen berechnet.

Die antibakteriellen und antimykotischen Aktivitäten von NTBD wurden mit der Methode der Mikroverdünnungsbrühe gemäß dem European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) (www.eucast.org) unter Verwendung von Mueller-Hinton-Bouillon oder RPMI mit MOPS für das Wachstum von Pilzen nach an anderer Stelle beschriebenen Methoden getestet61. Die minimale Hemmkonzentration (MIC) der Verbindung wurde für die Gruppe der Referenzmikroorganismen der American Type Culture Collection (ATCC) bewertet, darunter gramnegative Bakterien (Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella Typhimurium ATCC14028, Klebsiella pneumoniae ATCC 13883, Pseudomonas aeruginosa ATCC). 9027, Proteus mirabilis ATCC 12453), grampositive Bakterien (Staphylococcus aureus ATCC 25923, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228, Micrococcus luteus ATCC 10240, Enterococcus faecalis ATCC 29212, Bacillus subtilis ATCC 6633, Bacillus cereus ATCC 10876), und Pilze (Candida albicans ATCC 10231, Candida parapsilosis ATCC 22019, Candida glabrata ATCC 90030).

Alle Berechnungen wurden mit der Dichtefunktionaltheorie (DFT) und ihrem zeitabhängigen Variantenansatz mit Kontinuumslösungsmittelmodell für DMSO durchgeführt. Eine vollständige Beschreibung der in diesen Studien verwendeten Berechnungsdetails sowie entsprechende Referenzen finden Sie in den ergänzenden Materialien.

Die während der aktuellen Studie verwendeten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

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Diese Forschung wurde durch die Kosciuszko-Stiftung – das American Center of Polish Culture – ermöglicht. Wir danken Herrn Prof. Dr. hab. Andrzej Niewiadomy für die Unterstützung bei der Durchführung der Forschung. Der rechnerische Teil der Studie wurde von PL-Grid Infrastructure und der ACC Cyfronet AGH in Krakau, Polen, unterstützt.

Die Autoren bedanken sich für die finanzielle Unterstützung durch das Nationale Wissenschaftszentrum Polens im Rahmen des Projekts Nr. 2019/35/B/NZ7/02756 und durch das polnische Ministerium für Wissenschaft und Hochschulbildung „Forschungsstipendien für junge Wissenschaftler“, Projekt Nr. VKCh/MN- 1/TŻ/21.

Fachbereich Chemie, Fakultät für Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie, Universität für Biowissenschaften in Lublin, Akademicka 15, 20-950, Lublin, Polen

Iwona Budziak-Wieczorek

Abteilung für Biophysik, Fakultät für Umweltbiologie, Universität für Biowissenschaften in Lublin, Akademicka 13, 20-950, Lublin, Polen

Lidia Ślusarczyk & Arkadiusz Matwijczuk

Abteilung für Pflanzenphysiologie und Biochemie, Fakultät für Biochemie, Biophysik und Biotechnologie, Jagiellonen-Universität, Gronostajowa 7, 30-387, Krakau, Polen

Beata Myśliwa-Kurdziel & Martyna Kurdziel

Abteilung für Theoretische Chemie, Fakultät für Chemie, Jagiellonen-Universität, Gronostajowa 2, 30-387, Krakau, Polen

Monika Srebro-Hooper

Abteilung für Pharmazeutische Mikrobiologie, Medizinische Universität Lublin, 20-093, Lublin, Polen

Izabela Korona-Glowniak

Abteilung für Zellbiologie, Maria-Curie-Sklodowska-Universität, Akademicka 19, 20-033, Lublin, Polen

Mariusz Gagoś

Abteilung für Biochemie und Molekularbiologie, Medizinische Universität Lublin, 20-093, Lublin, Polen

Mariusz Gagoś & Andrzej Stepulak

Abteilung für Angewandte Physik, Technische Universität Lublin, Nadbystrzycka 38, 20-618, Lublin, Polen

Grzegorz Gładyszewski

Abteilung für Pflanzenphysiologie und Biophysik, Institut für Biowissenschaften, Maria-Curie-Sklodowska-Universität, 20-033, Lublin, Polen

Dariusz Kluczyk

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Konzeptualisierung, AM; Methodik, AM, IB-W., MS-H., MG, AS, DK; Software, IB-W., MS-H., BM-K.; Validierung AM, IB-W., MS-H.; formale Analyse, IB-W., L.Ś., MS-H., GG, AS, DK; Untersuchung, AM, IB-W., L.Ś., BM-K., IK-G.; Ressourcen, AM, MG, AS, DK, GG; Datenkuration, IB-W., L.Ś., MS-H.; Quantenmechanische Berechnungen, MS-H.; Fluoreszenzlebensdauermessung, BM-K., MK; Messung antimikrobieller Eigenschaften, IK-G.; Schreiben – Originalentwurfsvorbereitung, AM, MS-H., IB-W; Schreiben – Rezension und Bearbeitung, AMMS-H., IB-W.; Visualisierung, IB-W., MS-H.; Aufsicht, AM; Projektverwaltung, AM, MS-H.; Finanzierungseinwerbung, AM, GG Alle Autoren haben die veröffentlichte Version des Manuskripts gelesen und sind damit einverstanden.

Korrespondenz mit Arkadiusz Matwijczuk.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Budziak-Wieczorek, I., Ślusarczyk, L., Myśliwa-Kurdziel, B. et al. Spektroskopische Charakterisierung und Bewertung des mikrobiologischen Potenzials von 1,3,4-Thiadiazol-Derivat mit ESIPT-Doppelfluoreszenz, verstärkt durch Aggregationseffekte. Sci Rep 12, 22140 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-26690-1

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Eingegangen: 28. August 2022

Angenommen: 19. Dezember 2022

Veröffentlicht: 22. Dezember 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-26690-1

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