Barwnik skwarainowy
Barwniki skwarainowe to klasa barwników organicznych wykazujących intensywną fluorescencję , zwykle w zakresie czerwieni i bliskiej podczerwieni (maksyma absorpcji znajdują się między 630 a 670 nm, a ich maksima emisji między 650–700 nm). Charakteryzują się unikalnym aromatycznym czteroczłonowym układem pierścieniowym pochodzącym z kwasu kwadratowego . Większość squarainów jest obciążona atakiem nukleofilowym centralnego czteroczłonowego pierścienia, który ma duży niedobór elektronów . To obciążenie można złagodzić przez utworzenie rotaksanu wokół barwnika, aby chronić go przed nukleofilami. Obecnie są używane jako czujniki jonów, a ostatnio, wraz z pojawieniem się chronionych pochodnych skwarainy, zostały wykorzystane w obrazowaniu biomedycznym.
Synteza
Synteza barwników skwarynowych została opisana co najmniej w 1966 r. Pochodzą one z kwasu kwadratowego, który przechodzi reakcję elektrofilowego podstawienia aromatycznego aniliną lub inną pochodną bogatą w elektrony, tworząc wysoce sprzężony produkt o rozległym rozkładzie ładunku. Na przykład barwniki skwaranowe powstają również w reakcji kwasu kwadratowego lub jego pochodne z tak zwanymi „zasadami metylenowymi”, takimi jak 2-metylo-indoleniny, 2-metylo-benztiazole lub 2-metylo-benzo-selenazole. Skwaaryny na bazie indoleniny łączą dobrą fotostabilność, w tym wysoką wydajność kwantową, gdy są związane z białkami, a reaktywne wersje tych barwników są powszechnie stosowane jako sondy fluorescencyjne i etykiety do zastosowań biomedycznych.
Squarilium barwnik III
Barwniki squarylium mają słabą rozpuszczalność w większości rozpuszczalników, z wyjątkiem dichlorometanu i kilku innych. Ich piki absorpcji przy ~ 630 nm i luminescencji przy ~ 650 nm. Luminescencja jest stabilna fotochemicznie, a jej wydajność kwantowa wynosi ~ 0,65.
Cząsteczki barwnika squarylium można zamknąć w nanorurkach węglowych , poprawiając właściwości optyczne nanorurek węglowych . Między zakapsułkowanym barwnikiem a nanorurką zachodzi efektywny transfer energii — światło jest pochłaniane przez barwnik i bez znacznych strat jest przekazywane do nanorurek. Kapsułkowanie zwiększa stabilność chemiczną i termiczną cząsteczek sqarylium; pozwala także na ich izolację i indywidualną charakterystykę. Na przykład kapsułkowanie cząsteczek barwnika wewnątrz nanorurek węglowych całkowicie tłumi silną luminescencję barwnika , umożliwiając w ten sposób pomiar i analizę ich ramanowskiej widma.