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Mirloup A, Berthomé Y, Riché S, Wagner P, Hanser F, Laurent A, Iturrioz X, Llorens-Cortes C, Karpenko J, Bonnet D. Alared: Solvatochromic and Fluorogenic Red Amino Acid for Ratiometric Live-cell Imaging of Bioactive Peptides. Chemistry 2024:e202401296. [PMID: 38641990 DOI: 10.1002/chem.202401296] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/11/2024] [Accepted: 04/17/2024] [Indexed: 04/21/2024]
Abstract
To fill the need for environmentally sensitive fluorescent unnatural amino acids able to operate in the red region of the spectrum, we have designed and synthesized Alared, a red solvatochromic and fluorogenic amino acid derived from the Nile Red chromophore. The new unnatural amino acid can be easily integrated into bioactive peptides using classical solid-phase peptide synthesis. The fluorescence quantum yield and the emission maximum of Alared-labeled peptides vary in a broad range depending on the peptide's environment, making Alared a powerful reporter of biomolecular interactions. Due to its red-shifted absorption and emission spectra, Alared-labeled peptides could be followed in living cells with minimal interference from cellular autofluorescence. Using ratiometric fluorescence microscopy, we were able to track the fate of the Alared-labeled peptide agonists of the apelin G protein-coupled receptor upon receptor activation and internalization. Due to its color-shifting environmentally sensitive emission, Alared allowed for distinguishing the fractions of peptides that are specifically bound to the receptor or unspecifically bound to different cellular membranes.
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Affiliation(s)
- Antoine Mirloup
- University of Strasbourg Faculty of Pharmacy, Laboratory for Therapeutic Innovation, FRANCE
| | - Yann Berthomé
- University of Strasbourg Faculty of Pharmacy, Laboratory for Therapeutic Innovation, Faculté de Pharmacie, 67401, Illkirch, FRANCE
| | - Stéphanie Riché
- National Centre for Scientific Research, Laboratory for Therapeutic Innovation, Faculté de Pharmacie, 67401, Illkrich, FRANCE
| | - Patrick Wagner
- University of Strasbourg Faculty of Pharmacy, Laboratory for Therapeutic Innovation, Faculté de Pharmacie, 67401, Illkrich, FRANCE
| | - Fabien Hanser
- University of Strasbourg Faculty of Pharmacy, Laboratory for Therapeutic Innovation, Faculté de Pharmacie, 67401, FRANCE
| | - Arthur Laurent
- University of Strasbourg Faculty of Pharmacy, Laboratory for Therapeutic Innovation, Faculté de Pharmacie, 67401, FRANCE
| | | | - Catherine Llorens-Cortes
- INSERM, Laboratory of Central Neuropeptides in the Regulation of Body Fluid Homeostasis and Cardiovascular Functions, FRANCE
| | - Julie Karpenko
- University of Strasbourg Faculty of Pharmacy, Laboratory for Therapeutic Innovation, Faculté de Pharmacie, 67401, Illkrich, FRANCE
| | - Dominique Bonnet
- Centre National de la Recherche Scientifique, Faculté de Pharmacie, 74 route du Rhin, 67401, Illkirch, FRANCE
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Bulut I, Huaulmé Q, Mirloup A, Chávez P, Fall S, Hébraud A, Méry S, Heinrich B, Heiser T, Lévêque P, Leclerc N. Rational Engineering of BODIPY-Bridged Trisindole Derivatives for Solar Cell Applications. ChemSusChem 2017; 10:1878-1882. [PMID: 28326678 DOI: 10.1002/cssc.201700465] [Citation(s) in RCA: 22] [Impact Index Per Article: 3.1] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/17/2017] [Indexed: 06/06/2023]
Abstract
Boron dipyrromethene (BODIPY) and its derivatives are known to be efficient photon-harvesting chromophores. However, their study as active materials in bulk heterojunction (BHJ) solar cells is still scarce. In this study, the development of new synthetic ways to design original BODIPY-based dumbbell-shape molecules, including a first 2,3,5,6-tetravinyl aromatic BODIPY molecule, is reported. High fill factors can be obtained in BHJ solar cells when blended with a fullerene derivative, leading to a new record BODIPY-based power conversion efficiency of 5.8 %.
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Affiliation(s)
- Ibrahim Bulut
- ICPEES UMR 7515, Université de Strasbourg-CNRS, 25 rue Becquerel, 67087, Strasbourg, France
| | - Quentin Huaulmé
- ICPEES UMR 7515, Université de Strasbourg-CNRS, 25 rue Becquerel, 67087, Strasbourg, France
| | - Antoine Mirloup
- ICPEES UMR 7515, Université de Strasbourg-CNRS, 25 rue Becquerel, 67087, Strasbourg, France
| | - Patricia Chávez
- ICPEES UMR 7515, Université de Strasbourg-CNRS, 25 rue Becquerel, 67087, Strasbourg, France
| | - Sadiara Fall
- ICube UMR 7357, Université de Strasbourg-CNRS, 23 rue du Loess, 67037, Strasbourg, France
| | - Anne Hébraud
- ICPEES UMR 7515, Université de Strasbourg-CNRS, 25 rue Becquerel, 67087, Strasbourg, France
| | - Stéphane Méry
- IPCMS UMR 7504, Université de Strasbourg-CNRS, 23 rue du Loess, 67034, Strasbourg, France
| | - Benoît Heinrich
- IPCMS UMR 7504, Université de Strasbourg-CNRS, 23 rue du Loess, 67034, Strasbourg, France
| | - Thomas Heiser
- ICube UMR 7357, Université de Strasbourg-CNRS, 23 rue du Loess, 67037, Strasbourg, France
| | - Patrick Lévêque
- ICube UMR 7357, Université de Strasbourg-CNRS, 23 rue du Loess, 67037, Strasbourg, France
| | - Nicolas Leclerc
- ICPEES UMR 7515, Université de Strasbourg-CNRS, 25 rue Becquerel, 67087, Strasbourg, France
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Gonzalez-Valls I, Mirloup A, Le Bahers T, Keller N, Cottineau T, Sautet P, Keller V. Characterization and charge transfer properties of organic BODIPY dyes integrated in TiO2 nanotube based dye-sensitized solar cells. RSC Adv 2016. [DOI: 10.1039/c6ra14152h] [Citation(s) in RCA: 14] [Impact Index Per Article: 1.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/21/2022] Open
Abstract
A BODIPY dye grafted on TiO2 NTs is fully characterized and applied in dye-sensitized solar cells showing a good performance.
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Affiliation(s)
- I. Gonzalez-Valls
- ICPEES, Institut de Chimie et Procédés pour l'Énergie, l'Environnement et la Santé
- CNRS/Université de Strasbourg
- 67087 Strasbourg
- France
| | - A. Mirloup
- ICPEES, Institut de Chimie et Procédés pour l'Énergie, l'Environnement et la Santé
- CNRS/Université de Strasbourg
- 67087 Strasbourg
- France
| | - T. Le Bahers
- Laboratoire de Chimie
- Ecole Normale Supérieure de Lyon
- 69346 Lyon
- France
| | - N. Keller
- ICPEES, Institut de Chimie et Procédés pour l'Énergie, l'Environnement et la Santé
- CNRS/Université de Strasbourg
- 67087 Strasbourg
- France
| | - T. Cottineau
- ICPEES, Institut de Chimie et Procédés pour l'Énergie, l'Environnement et la Santé
- CNRS/Université de Strasbourg
- 67087 Strasbourg
- France
| | - P. Sautet
- Laboratoire de Chimie
- Ecole Normale Supérieure de Lyon
- 69346 Lyon
- France
| | - V. Keller
- ICPEES, Institut de Chimie et Procédés pour l'Énergie, l'Environnement et la Santé
- CNRS/Université de Strasbourg
- 67087 Strasbourg
- France
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Lepage ML, Mirloup A, Ripoll M, Stauffert F, Bodlenner A, Ziessel R, Compain P. Design, synthesis and photochemical properties of the first examples of iminosugar clusters based on fluorescent cores. Beilstein J Org Chem 2015; 11:659-67. [PMID: 26124868 PMCID: PMC4464267 DOI: 10.3762/bjoc.11.74] [Citation(s) in RCA: 20] [Impact Index Per Article: 2.2] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/27/2015] [Accepted: 04/17/2015] [Indexed: 12/24/2022] Open
Abstract
The synthesis and photophysical properties of the first examples of iminosugar clusters based on a BODIPY or a pyrene core are reported. The tri- and tetravalent systems designed as molecular probes and synthesized by way of Cu(I)-catalysed azide-alkyne cycloadditions are fluorescent analogues of potent pharmacological chaperones/correctors recently reported in the field of Gaucher disease and cystic fibrosis, two rare genetic diseases caused by protein misfolding.
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Affiliation(s)
- Mathieu L Lepage
- Laboratoire de Synthèse Organique et Molécules Bioactives (SYBIO), Université de Strasbourg/CNRS (UMR 7509), Ecole Européenne de Chimie, Polymères et Matériaux (ECPM), 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg, France
| | - Antoine Mirloup
- Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (ICPEES), Laboratoire de Chimie Organique et Spectroscopie Avancées (LCOSA), Université de Strasbourg/CNRS (UMR 7515), Ecole Européenne de Chimie, Polymères et Matériaux (ECPM), 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg, France
| | - Manon Ripoll
- Laboratoire de Synthèse Organique et Molécules Bioactives (SYBIO), Université de Strasbourg/CNRS (UMR 7509), Ecole Européenne de Chimie, Polymères et Matériaux (ECPM), 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg, France
| | - Fabien Stauffert
- Laboratoire de Synthèse Organique et Molécules Bioactives (SYBIO), Université de Strasbourg/CNRS (UMR 7509), Ecole Européenne de Chimie, Polymères et Matériaux (ECPM), 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg, France
| | - Anne Bodlenner
- Laboratoire de Synthèse Organique et Molécules Bioactives (SYBIO), Université de Strasbourg/CNRS (UMR 7509), Ecole Européenne de Chimie, Polymères et Matériaux (ECPM), 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg, France
| | - Raymond Ziessel
- Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (ICPEES), Laboratoire de Chimie Organique et Spectroscopie Avancées (LCOSA), Université de Strasbourg/CNRS (UMR 7515), Ecole Européenne de Chimie, Polymères et Matériaux (ECPM), 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg, France
| | - Philippe Compain
- Laboratoire de Synthèse Organique et Molécules Bioactives (SYBIO), Université de Strasbourg/CNRS (UMR 7509), Ecole Européenne de Chimie, Polymères et Matériaux (ECPM), 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg, France ; Institut Universitaire de France, 103 Bd Saint-Michel, 75005 Paris, France
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Affiliation(s)
- Quentin Huaulmé
- Institut de Chimie et Procédés pour l’Energie, l’Environnement et la Santé, Laboratoire de Chimie
Moléculaire et Spectroscopies Avancées (ICPEES-LCOSA), UMR 7515 au CNRS, ECPM, 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex 02, France
| | - Antoine Mirloup
- Institut de Chimie et Procédés pour l’Energie, l’Environnement et la Santé, Laboratoire de Chimie
Moléculaire et Spectroscopies Avancées (ICPEES-LCOSA), UMR 7515 au CNRS, ECPM, 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex 02, France
| | - Pascal Retailleau
- Institut de Chimie des Substances Naturelles (ICSN), CNRS, Avenue de la Terrasse, 91198 Gif Sur Yvette Cedex, France
| | - Raymond Ziessel
- Institut de Chimie et Procédés pour l’Energie, l’Environnement et la Santé, Laboratoire de Chimie
Moléculaire et Spectroscopies Avancées (ICPEES-LCOSA), UMR 7515 au CNRS, ECPM, 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex 02, France
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Mirloup A, Huaulmé Q, Leclerc N, Lévêque P, Heiser T, Retailleau P, Ziessel R. Thienyl-BOPHY dyes as promising templates for bulk heterojunction solar cells. Chem Commun (Camb) 2015; 51:14742-5. [DOI: 10.1039/c5cc05095b] [Citation(s) in RCA: 37] [Impact Index Per Article: 4.1] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/21/2022]
Abstract
BOPHY dyes absorbing in the 400–800 nm range give a PCE as high as 4.3% with an EQE higher than 70%.
Collapse
Affiliation(s)
- A. Mirloup
- Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie
- l'Environnement et la Santé
- Laboratoire de Chimie Moléculaire et Spectroscopies Avancées (ICPEES-LCOSA)
- UMR 7515 au CNRS
- ECPM
| | - Q. Huaulmé
- Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie
- l'Environnement et la Santé
- Laboratoire de Chimie Moléculaire et Spectroscopies Avancées (ICPEES-LCOSA)
- UMR 7515 au CNRS
- ECPM
| | - N. Leclerc
- ICPEES
- Département d'Ingénierie Polymère
- UMR 7515
- ECPM
- 67087 Strasbourg Cedex 02
| | - P. Lévêque
- Laboratoire des sciences de l'ingénieur
- de l'informatique et de l'imagerie (ICube)
- UMR 7357 Université de Strasbourg-CNRS
- 67037 Strasbourg Cedex 02
- France
| | - T. Heiser
- Laboratoire des sciences de l'ingénieur
- de l'informatique et de l'imagerie (ICube)
- UMR 7357 Université de Strasbourg-CNRS
- 67037 Strasbourg Cedex 02
- France
| | - P. Retailleau
- Institut de Chimie des Substances Naturelles (ICSN)
- CNRS
- Avenue de la Terrasse
- 91198 Gif Sur Yvette Cedex
- France
| | - R. Ziessel
- Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie
- l'Environnement et la Santé
- Laboratoire de Chimie Moléculaire et Spectroscopies Avancées (ICPEES-LCOSA)
- UMR 7515 au CNRS
- ECPM
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Huaulmé Q, Cece E, Mirloup A, Ziessel R. Star-shaped panchromatic absorbing dyes based on a triazatruxene platform with diketopyrrolopyrrole and boron dipyrromethene substituents. Tetrahedron Lett 2014. [DOI: 10.1016/j.tetlet.2014.07.026] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 0.9] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/28/2022]
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Mirloup A, Leclerc N, Rihn S, Bura T, Bechara R, Hébraud A, Lévêque P, Heiser T, Ziessel R. A deep-purple-grey thiophene–benzothiadiazole–thiophene BODIPY dye for solution-processed solar cells. NEW J CHEM 2014. [DOI: 10.1039/c4nj00294f] [Citation(s) in RCA: 26] [Impact Index Per Article: 2.6] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/21/2022]
Abstract
Original flat thiophene–benzothiadiazole–thiophene BODIPY dyes have been engineered without unsaturated linkers for solution processed solar cells.
Collapse
Affiliation(s)
- Antoine Mirloup
- Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie
- l'Environnement et la Santé (ICPEES)
- Laboratoire de Chimie Moléculaire et Spectroscopies Avancées LCOSA
- Ecole Européenne de Chimie
- Polymères et Matériaux
| | - Nicolas Leclerc
- Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie
- l'Environnement et la Santé (ICPEES)
- Université de Strasbourg
- Ecole Européenne de Chimie
- Polymères et Matériaux
| | - Sandra Rihn
- Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie
- l'Environnement et la Santé (ICPEES)
- Laboratoire de Chimie Moléculaire et Spectroscopies Avancées LCOSA
- Ecole Européenne de Chimie
- Polymères et Matériaux
| | - Thomas Bura
- Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie
- l'Environnement et la Santé (ICPEES)
- Laboratoire de Chimie Moléculaire et Spectroscopies Avancées LCOSA
- Ecole Européenne de Chimie
- Polymères et Matériaux
| | - Rony Bechara
- Laboratoire ICube
- Université de Strasbourg
- CNRS
- 67037 Strasbourg, France
| | - Anne Hébraud
- Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie
- l'Environnement et la Santé (ICPEES)
- Université de Strasbourg
- Ecole Européenne de Chimie
- Polymères et Matériaux
| | - Patrick Lévêque
- Laboratoire ICube
- Université de Strasbourg
- CNRS
- 67037 Strasbourg, France
| | - Thomas Heiser
- Laboratoire ICube
- Université de Strasbourg
- CNRS
- 67037 Strasbourg, France
| | - Raymond Ziessel
- Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie
- l'Environnement et la Santé (ICPEES)
- Laboratoire de Chimie Moléculaire et Spectroscopies Avancées LCOSA
- Ecole Européenne de Chimie
- Polymères et Matériaux
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Bura T, Leclerc N, Fall S, Lévêque P, Heiser T, Retailleau P, Rihn S, Mirloup A, Ziessel R. High-Performance Solution-Processed Solar Cells and Ambipolar Behavior in Organic Field-Effect Transistors with Thienyl-BODIPY Scaffoldings. J Am Chem Soc 2012; 134:17404-7. [DOI: 10.1021/ja3072513] [Citation(s) in RCA: 211] [Impact Index Per Article: 17.6] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 01/22/2023]
Affiliation(s)
- Thomas Bura
- Laboratoire de Chimie Moléculaire
et Spectroscopies Avancées LCOSA, Ecole Européenne de Chimie, Polymères et Matériaux, UMR
7515 associé au CNRS, 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex
02, France
| | - Nicolas Leclerc
- Laboratoire
d’Ingénierie
des Polymères pour les Hautes Technologies, Université de Strasbourg, Ecole Européenne de Chimie, Polymères
et Matériaux, 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg, France
| | - Sadiara Fall
- Institut d’Electronique
du Solide et des Systèmes, Université de Strasbourg-CNRS, 23 rue du Loess, 67037 Strasbourg,
France
| | - Patrick Lévêque
- Institut d’Electronique
du Solide et des Systèmes, Université de Strasbourg-CNRS, 23 rue du Loess, 67037 Strasbourg,
France
| | - Thomas Heiser
- Institut d’Electronique
du Solide et des Systèmes, Université de Strasbourg-CNRS, 23 rue du Loess, 67037 Strasbourg,
France
| | - Pascal Retailleau
- Centre de Recherche
de Gif, Institut de Chimie des Substances Naturelles, CNRS,
Bât. 27-1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif-sur-Yvette Cedex,
France
| | - Sandra Rihn
- Laboratoire de Chimie Moléculaire
et Spectroscopies Avancées LCOSA, Ecole Européenne de Chimie, Polymères et Matériaux, UMR
7515 associé au CNRS, 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex
02, France
| | - Antoine Mirloup
- Laboratoire de Chimie Moléculaire
et Spectroscopies Avancées LCOSA, Ecole Européenne de Chimie, Polymères et Matériaux, UMR
7515 associé au CNRS, 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex
02, France
| | - Raymond Ziessel
- Laboratoire de Chimie Moléculaire
et Spectroscopies Avancées LCOSA, Ecole Européenne de Chimie, Polymères et Matériaux, UMR
7515 associé au CNRS, 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex
02, France
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