1. Cationic Biphotonic Lanthanide Luminescent Bioprobes Based on Functionalized Cross-Bridged Cyclam Macrocycles
- Author
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Amandine Roux, Damien Curton, Maryline Beyler, Raphaël Tripier, Véronique Patinec, Anh Thy Bui, Sophie Brasselet, Olivier Maury, Jean-Christophe Mulatier, Alexei Grichine, Jonathan Mendy, Chantal Andraud, François Riobé, Alain Duperray, Boris Le Guennic, Yannick Guyot, RENARD, NICOLAS, Chimie, Electrochimie Moléculaires et Chimie Analytique (CEMCA), Université de Brest (UBO)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Brestois Santé Agro Matière (IBSAM), Université de Brest (UBO), Laboratoire de Chimie - UMR5182 (LC), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institute for Advanced Biosciences / Institut pour l'Avancée des Biosciences (Grenoble) (IAB), Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Luminescence (LUMINESCENCE), Institut Lumière Matière [Villeurbanne] (ILM), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MOSAIC (MOSAIC), Institut FRESNEL (FRESNEL), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), The authors are grateful to the referees for careful reading of the paper and valuable suggestions and comments. The authors also acknowledge support of the Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche, the Centre National de la Recherche Scientifique, the Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale and the Agence Nationale de la Recherche (SADAM ANR‐16‐CE07‐0015‐02). M.B. and R.T. thanks the ‘‘Service Commun de RMN’’ of the University of Brest. Confocal and 2P facility of the IAB platform was co‐funded thanks to grants of 'Association pour la Recherche sur le Cancer' (ARC, Villejuif, France), 'Ligue vs Cancer' (LCC Isère/Ardèche) and the CPER program. B.L.G. thanks the French GENCI‐CINES center for high‐performance computing resources., Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Lyon-Université de Lyon, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Marseille (ECM)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Marseille (ECM)-Aix Marseille Université (AMU), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and ANR-16-CE07-0015,SADAM,Diagnostiquer et guérir par des agents azamacrocycliques multimodaux(2016)
- Subjects
Lanthanide ,Ytterbium ,Macrocyclic Compounds ,Luminescence ,chemistry.chemical_element ,02 engineering and technology ,Europium(III) ,010402 general chemistry ,Photochemistry ,01 natural sciences ,Lanthanoid Series Elements ,chemistry.chemical_compound ,Coordination Complexes ,Cations ,Cell Line, Tumor ,Cyclam ,[CHIM] Chemical Sciences ,Humans ,[CHIM]Chemical Sciences ,[CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry ,Physical and Theoretical Chemistry ,Ytterbium(III) ,Two-photon microscopy ,Density Functional Theory ,Photons ,Aqueous solution ,Luminescent Agents ,Spectroscopy, Near-Infrared ,Molecular Structure ,Chemistry ,Optical Imaging ,Cationic polymerization ,Bioprobe ,[CHIM.COOR] Chemical Sciences/Coordination chemistry ,021001 nanoscience & nanotechnology ,Bioimaging ,Atomic and Molecular Physics, and Optics ,0104 chemical sciences ,Solvent ,0210 nano-technology ,Europium - Abstract
Cationic lanthanide complexes are generally able to spontaneously internalize into living cells. Following our previous works based on diMe-cyclen framework, a second generation of cationic water-soluble lanthanide complexes based on a constrained cross-bridged cyclam macrocycle functionalized with donor-p-conjugated picolinate antennas has been prepared with europium(III) and ytterbium(III). Their spectroscopic properties were thoroughly investigated in various solvents and rationalized with the help of DFT calculations. A significant improvement is observed in the case of the Eu3+ complex, while the Yb3+ analogous conserve an excellent brightness in aqueous solvent. Two-photon (2P) microscopy imaging experiments on living T24 human cancer cells confirmed the spontaneous internalization of the probes and images with good signal-to-noise have been obtained in the classical NIR-to-visible configuration with Eu3+ luminescent bioprobe and in the NIR-to-NIR with the Yb3+ one.
- Published
- 2020