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pH dependence of water anomaly temperature investigated by Eu(III) cryptate luminescence

Authors :
Niko Hildebrandt
Jurriaan M. Zwier
Patricia Haro-González
Daniel Jaque
Carlos Mingoes
Lucía Labrador-Páez
Herve Bazin
F. Jaque
Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
NanoBioPhotonics (NANO)
Département Biochimie, Biophysique et Biologie Structurale (B3S)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Chimie Organique et Bioorganique : Réactivité et Analyse (COBRA)
Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Le Havre Normandie (ULH)
Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie Organique Fine (IRCOF)
Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Chimie Organique Fine (IRCOF)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Université Le Havre Normandie (ULH)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
ANR-16-CE09-0015,NEUTRINOS,Suivi des interactions biologiques par détection optique ultrasensible à base de nanoparticules(2016)
Source :
Analytical and Bioanalytical Chemistry, Analytical and Bioanalytical Chemistry, Springer Verlag, 2019, 412, pp.73-80. ⟨10.1007/s00216-019-02215-0⟩, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2019, 412, pp.73-80. ⟨10.1007/s00216-019-02215-0⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
Springer Science and Business Media LLC, 2019.

Abstract

International audience; Although water has been extensively studied, not all of its unique properties have been fully understood. There is still controversy about the temperature at which hydrogen bonds are broken or weakened, producing the anomalous temperature dependence of many water properties. Different temperatures between 23 and 48 °C have been reported, but no study has scrutinized the reasons for this discrepancy. We suggest the determining role of pH in the alteration of the water anomaly temperature. We employed a luminescent europium trisbipyridine cryptate, which is highly sensitive to changes in the arrangement of water molecules and whose luminescence intensity and lifetime are not significantly influenced by variations over a broad pH range. Our results revealed an increase of the crossover temperature from circa 35 °C at pH 3.5 to circa 45 °C at pH 7 to 9, which explains the discrepancies of previous studies. The pH dependence of water anomaly temperature is an important property for a better understanding of water and water-based systems and applications.

Details

ISSN :
16182650 and 16182642
Volume :
412
Database :
OpenAIRE
Journal :
Analytical and Bioanalytical Chemistry
Accession number :
edsair.doi.dedup.....cb841078d2512b47e0f24d5b9301e1bf
Full Text :
https://doi.org/10.1007/s00216-019-02215-0