journal article·2019Open access

Perfluoroarene induces a pentapeptidic hydrotrope into a pH-tolerant hydrogel allowing naked eye sensing of Ca 2+ ions

Bappa Maiti, Subham Bhattacharjee, Santanu Bhattacharya

Nanoscale· Volume 11· Issue 5

Abstract

Self-assembly of a novel thermoresponsive, pyrene-appended oligopeptide sequence VPGKP (PyP) leads to the formation of spherical aggregates in water. The sizes of the globular aggregates of the peptide, PyP, strongly depend on the temperature of its suspension in water and decrease with the decrease in temperature showing a lower critical solution temperature (LCST) phenomenon. Furthermore, a pyrene-octafluoronaphthalene (OFN) 'pair' has been used as a supramolecular synthon to induce hydrogelation of PyP in the presence of an equimolar amount of OFN via complementary quadrupole-quadrupole interactions. The gel shows excellent pH tolerance and thixotropic behavior. Detailed studies suggest the existence of lamellar packing of the gelators in a right-handed helical fashion which yields globular aggregates. The globular aggregates are sticky in nature and form a gel via inter-globular interactions. Addition of Ca2+ ions reinforces the mechanical strength and also reduces the critical gelator concentration of the native gel through coordination with the free -COO- group of the gelator. Therefore, the present hydrogel system could further be used as a naked eye sensor of Ca2+ ions.
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Research context

OpenAlex topics: Supramolecular Self-Assembly in Materials · Luminescence and Fluorescent Materials · Polydiacetylene-based materials and applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Organic Chemistry

Indian Institute of Science

Bangalore

India

School of Applied & Interdisciplinary Sciences

Funding

Council of Scientific and Industrial Research

References (97)

Show source-provided references
1. Patrick · Nature · 1960 · 187 · 102110.1038/1871021a0 ↗
2. Dahl · Acta Chem. Scand., Ser. A · 1988 · 42 · 110.3891/acta.chem.scand.42a-0001 ↗
3. Hori · CrystEngComm · 2009 · 11 · 56710.1039/b822007g ↗
4. Hori · Angew. Chem., Int. Ed. · 2007 · 46 · 761710.1002/anie.200702662 ↗
5. Xu · Chem. – Eur. J. · 2009 · 15 · 910510.1002/chem.200900985 ↗
6. Collings · New J. Chem. · 2001 · 25 · 141010.1039/b105502j ↗
7. Boden · Mol. Phys. · 1973 · 25 · 8110.1080/00268977300100101 ↗
8. Raimondi · J. Phys. Chem. A · 2003 · 107 · 77210.1021/jp021775s ↗
9. Kilbinger · Angew. Chem., Int. Ed. · 2002 · 41 · 156310.1002/1521-3773(20020503)41:9<1563::AID-ANIE1563>3.0.CO;2-7 ↗
10. Desiraju · Angew. Chem., Int. Ed. Engl. · 1995 · 34 · 231110.1002/anie.199523111 ↗
11. Babu · Chem. – Eur. J. · 2008 · 14 · 957710.1002/chem.200801255 ↗
12. Ryan · Langmuir · 2011 · 27 · 1114510.1021/la202070d ↗
13. Ryan · Chem. Commun. · 2011 · 47 · 47510.1039/C0CC02217A ↗
14. Hsu · Angew. Chem., Int. Ed. · 2014 · 53 · 192110.1002/anie.201307500 ↗
15. Zhao · Chem. Soc. Rev. · 2010 · 39 · 348010.1039/b915923c ↗
16. Du · Chem. – Asian J. · 2014 · 9 · 144610.1002/asia.201301693 ↗
17. Skilling · Soft Matter · 2014 · 10 · 23710.1039/C3SM52244J ↗
18. Raeburna · Chem. Commun. · 2015 · 51 · 517010.1039/C4CC08626K ↗
19. Hirst · Angew. Chem., Int. Ed. · 2008 · 47 · 800210.1002/anie.200800022 ↗
20. Fleming · Chem. Soc. Rev. · 2014 · 43 · 815010.1039/C4CS00247D ↗
21. Guler · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 1208210.1021/ja075044n ↗
22. Pochan · J. Am. Chem. Soc. · 2003 · 125 · 1180210.1021/ja0353154 ↗
23. Kuang · Chem. Commun. · 2014 · 50 · 277210.1039/C3CC48832B ↗
24. Praveen · Angew. Chem., Int. Ed. · 2014 · 53 · 36510.1002/anie.201306787 ↗
25. Weiss · J. Am. Chem. Soc. · 2014 · 136 · 751910.1021/ja503363v ↗
26. Tu · Adv. Mater. · 2013 · 25 · 530410.1002/adma.201301914 ↗
27. Jung · Chem. Soc. Rev. · 2013 · 42 · 92410.1039/C2CS35407A ↗
28. Jain · Chem. Commun. · 2012 · 48 · 146710.1039/C1CC14990C ↗
29. Bhagat · Sci. Rep. · 2013 · 3 · 129410.1038/srep01294 ↗
30. Dey · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2013 · 5 · 839410.1021/am401608q ↗
31. Datta · Chem. Soc. Rev. · 2015 · 44 · 559610.1039/C5CS00093A ↗
32. Bhattacharya · Chem. Rev. · 2016 · 116 · 1196710.1021/acs.chemrev.6b00221 ↗
33. Athas · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2016 · 8 · 1906610.1021/acsami.6b05024 ↗
34. Mihajlovic · Macromol. Biosci. · 2018 · 1800173
35. Díaz-Oltra · New J. Chem. · 2015 · 39 · 378510.1039/C5NJ00072F ↗
36. Berdugo · Org. Biomol. Chem. · 2015 · 13 · 59210.1039/C4OB02003K ↗
37. Krieg · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 1436510.1021/ja903938g ↗
38. Liu · Chem. – Asian J. · 2013 · 8 · 57210.1002/asia.201201019 ↗
39. Wei · Adv. Mater. · 2014 · 26 · 207210.1002/adma.201304404 ↗
40. Fleischer · Chem. Commun. · 2014 · 50 · 1046410.1039/C4CC03281K ↗
41. Seo · Chem. Sci. · 2014 · 5 · 484510.1039/C4SC02170C ↗
42. Yang · J. Mater. Chem. · 2012 · 22 · 3810.1039/C1JM13205A ↗
43. Sun · J. Am. Chem. Soc. · 2013 · 135 · 1337910.1021/ja403345p ↗
44. Adhikari · Chem. Commun. · 2014 · 50 · 555110.1039/C3CC49268K ↗
45. Hisamatsu · Angew. Chem., Int. Ed. · 2013 · 52 · 1255010.1002/anie.201306986 ↗
46. Ghosh · Chem. Commun. · 2014 · 50 · 73410.1039/C3CC47591C ↗
47. Edwards · Chem. Commun. · 2012 · 48 · 276710.1039/c2cc17854k ↗
48. Sáez · Chem. Commun. · 2010 · 46 · 799610.1039/c0cc02510k ↗
49. Yang · Chem. Commun. · 2014 · 50 · 1268810.1039/C4CC05406G ↗
50. Xing · Langmuir · 2013 · 29 · 284310.1021/la304920j ↗
51. Xia · J. Mater. Chem. C · 2014 · 2 · 185410.1039/C3TC32158D ↗
52. Tu · Angew. Chem., Int. Ed. · 2011 · 50 · 660110.1002/anie.201100620 ↗
53. Xue · Soft Matter · 2011 · 7 · 829610.1039/c1sm05431g ↗
54. Menger · J. Am. Chem. Soc. · 2003 · 125 · 534010.1021/ja021298r ↗
55. Balachandran · Angew. Chem., Int. Ed. · 2010 · 49 · 950910.1002/anie.201002260 ↗
56. Minkenberg · Chem. Commun. · 2012 · 48 · 983710.1039/c2cc34863b ↗
57. Long · Soft Matter · 2010 · 6 · 435010.1039/c0sm00395f ↗
58. Oh · Soft Matter · 2013 · 9 · 1157610.1039/c3sm52184b ↗
59. Bhattacharjee · Chem. – Asian J. · 2015 · 10 · 57210.1002/asia.201403205 ↗
60. Roy · Chem. – Eur. J. · 2013 · 19 · 1495010.1002/chem.201301655 ↗
61. Yan · J. Am. Chem. Soc. · 2013 · 135 · 898910.1021/ja402560n ↗
62. Bhattacharjee · J. Mater. Chem. A · 2014 · 2 · 1788910.1039/C4TA03452J ↗
63. MacEwan · Biopolymers · 2010 · 94 · 6010.1002/bip.21327 ↗
64. MacEwan · J. Controlled Release · 2014 · 190 · 31410.1016/j.jconrel.2014.06.028 ↗
65. Kojima · Pept. Sci. · 2013 · 100 · 71410.1002/bip.22276 ↗
66. Huang · Nat. Commun. · 2011 · 2 · 45910.1038/ncomms1465 ↗
67. Clarke · J. Am. Chem. Soc. · 2017 · 139 · 725010.1021/jacs.7b00528 ↗
68. Aparicio · Angew. Chem., Int. Ed. · 2014 · 53 · 137310.1002/anie.201309172 ↗
69. Castelletto · Langmuir · 2011 · 27 · 298010.1021/la104495g ↗
70. Stepanenko · Chem. – Eur. J. · 2013 · 19 · 417610.1002/chem.201204146 ↗
71. Tian · Chem. Commun. · 2013 · 49 · 919710.1039/c3cc44997a ↗
72. Qing · Angew. Chem., Int. Ed. · 2014 · 53 · 212410.1002/anie.201308554 ↗
73. van Herpt · Chem. – Eur. J. · 2014 · 20 · 307710.1002/chem.201304064 ↗
74. Schillinger · Chem. Mater. · 2013 · 25 · 451110.1021/cm4020767 ↗
75. Yashima · Chem. Rev. · 2016 · 116 · 1375210.1021/acs.chemrev.6b00354 ↗
76. Bala · J. Phys. Chem. A · 2007 · 111 · 618310.1021/jp067906x ↗
77. Lanigan · Chem. Commun. · 2013 · 49 · 813310.1039/c3cc44350g ↗
78. Shirakawa · Chem. – Eur. J. · 2007 · 13 · 415510.1002/chem.200601813 ↗
79. Braga · Chem. Commun. · 2011 · 47 · 515410.1039/c1cc10305a ↗
80. Gee · Chem. Commun. · 2012 · 48 · 483010.1039/c2cc30170a ↗
81. Yuhas · J. Am. Chem. Soc. · 2012 · 134 · 1035310.1021/ja303640s ↗
82. Noh · Chem. – Eur. J. · 2013 · 19 · 262010.1002/chem.201202710 ↗
83. Džolić · Chem. – Eur. J. · 2013 · 19 · 541110.1002/chem.201204082 ↗
84. Yan · Soft Matter · 2013 · 9 · 442810.1039/c3sm27941c ↗
85. Po · Chem. – Eur. J. · 2013 · 19 · 1573510.1002/chem.201302702 ↗
86. Rest · Angew. Chem., Int. Ed. · 2014 · 53 · 70010.1002/anie.201307806 ↗
87. de Hatten · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 315810.1021/ja110575s ↗
88. Xiao · Chem. Sci. · 2014 · 5 · 248210.1039/c4sc00143e ↗
89. Zou · Chem. Soc. Rev. · 2015 · 44 · 520010.1039/C5CS00234F ↗
90. Athas · Soft Matter · 2018 · 14 · 273510.1039/C8SM00321A ↗
91. Datta · Soft Matter · 2015 · 11 · 194510.1039/C4SM02792B ↗
92. Mihajlovic · Macromolecules · 2018 · 51 · 481310.1021/acs.macromol.8b00892 ↗
93. Bhattacharjee · Chem. Commun. · 2015 · 51 · 676510.1039/C5CC01002K ↗
94. Lee · Nat. Commun. · 2015 · 6 · 665010.1038/ncomms7650 ↗
95. Bhattacharjee · Macromol. Symp. · 2016 · 369 · 1410.1002/masy.201600044 ↗
96. Bhattacharjee · Chem. Commun. · 2014 · 50 · 1169010.1039/C4CC04712E ↗
97. Himmelein · Chem. Sci. · 2014 · 5 · 105410.1039/c3sc52964a ↗