Определение коэффициентов диффузии ряда производных родамина методом ЯМР с импульсным градиентом поля и спектроскопией корреляции флуоресценции

Производные родамина — популярные фотостабильные флуорофоры, используемые в различных флуоресцентных методах, в том числе в спектроскопии корреляции флуоресценции (FCS). В частности, родамин 6G (R6G) и родамин 110 (R110) применяют в FCS в качестве калибровочных стандартов для определения размеров конфокального объёма прибора. Несмотря на необходимость точных значений коэффициентов диффузии, опубликованных данных мало, а оценки различаются на порядок величины. В этой работе коэффициенты диффузии четырёх флуорофоров — родамина 6G (R6G), родамина B (RB), родамина 123 (R123) и родамина 110 (R110) — определили методом ЯМР с импульсным градиентом поля (PFG-NMR), а затем проверили, сопоставив результаты с данными спектроскопии корреляции флуоресценции. Для проверки калибровки FCS также определили коэффициенты диффузии нескольких декстранов и наночастиц полистирола и сравнили их с опубликованными или теоретическими значениями, рассчитанными по уравнению Стокса—Эйнштейна. Результаты показывают, что коэффициенты диффузии R6G и R110 в литературе обычно занижены. Предлагаемые значения составляют 4,4 × 10⁻¹⁰ м²·с⁻¹ для R110 и 4,0 × 10⁻¹⁰ м²·с⁻¹ для R6G. После калибровки прибора FCS с использованием пересмотренного значения коэффициента диффузии R110 систематически определили коэффициенты диффузии при различных значениях pH, ионной силы и концентрации. Для учёта различий, обусловленных растворителем (D₂O и H₂O), по данным FCS и коэффициентам самодиффузии растворителя, полученным методом ЯМР, определили изотопный поправочный коэффициент D_D₂O/D_H₂O, равный 1,23.