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Lanthanide complexes (Gd$^{III}$ and Eu$^{III}$) based on a DOTA-TEMPO platform for redox monitoring via relaxivity

Authors :
Richard Barré
Damien Mouchel dit Leguerrier
Quentin Ruet
Lionel Fedele
Daniel Imbert
Véronique Martel‐Frachet
Pascal H. Fries
Jennifer K. Molloy
Fabrice Thomas
Département de Chimie Moléculaire - Electrochimie Moléculaire et Photochimie Rédox (DCM - EmPRE)
Département de Chimie Moléculaire (DCM)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
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)
École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)
Catalyse Bioinorganique et Environnement (BioCE )
Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES)
Département de Chimie Moléculaire - Chimie Inorganique Redox (DCM - CIRE )
ANR-11-LABX-0003,ARCANE,Grenoble, une chimie bio-motivée(2011)
ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017)
ANR-17-CE07-0034,Co-lantha,Complexes de lanthanides comme sondes redox radicalaires(2017)
Source :
Chemistry-An Asian Journal, Chemistry-An Asian Journal, 2022, 17 (17), pp.e202200544. ⟨10.1002/asia.202200544⟩
Publication Year :
2022
Publisher :
HAL CCSD, 2022.

Abstract

International audience; Three lanthanide complexes (Ln=Gd, Eu) based on a DO3 A ([Ln(L$_1$)]) or DO2 A ([Ln(L$_{2-3}$)]$^+$) platform appended by a redox active TEMPO-based arm were prepared. Complex [Ln(L$_2$)]$^+$) shows an alkyne arm, offering the possibility of postfunctionalization by click reaction to yield [Ln(L$_3$)]$^+$). The complexes demonstrate a redox response whereby the hydroxylamine, nitroxide and oxoammonium forms of the arm can be obtained in turn. Luminescence measurements on the europium complexes support an octadentate (L$_1$, L$_3$) or heptadentate (L$_2$) chelation by the ligand, with one water molecule in the inner coordination sphere. The relaxivity was determined from 20 kHz to 30 MHz by fast-field cycling NMR. The three Gd-III complexes under their hydroxylamine form [Gd(L$_1$)] and [Gd(L$_{2-3}$)]$^+$) show $r_1$ values of 7.0, 5.1 and 5.0 mM$^{-1}$ s$^{-1}$ (30 KHz), which increase to 8.8, 5.5 and 6.1 mM$^{-1}$ s$^{-1}$ in the nitroxide form. The radical complexes are not toxic against M21 cell lines, at least up to 40 $\mu$M. By using EPR spectroscopy we establish that they do not penetrate the cells with the exception of [Eu(L$_2$)]$^+$.

Details

Language :
English
ISSN :
18614728 and 1861471X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Chemistry-An Asian Journal, Chemistry-An Asian Journal, 2022, 17 (17), pp.e202200544. ⟨10.1002/asia.202200544⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....0c2c7210802e0fdd5a943889bde81593
Full Text :
https://doi.org/10.1002/asia.202200544⟩