Novel antennae for the sensitization of near infrared luminescent lanthanide cations

Near Infrared (NIR) luminescence is useful for many applications ranging from lasers, telecommunication to biological imaging. We have a special interest for applications in biological media since NIR photons have less interference with such samples. NIR photons can penetrate relatively deeply in tissues and cause less damage to biological samples. The use of NIR luminescence also results in improved detection sensitivity due to low background emission. The lower scattering of NIR photons results in improved image resolution. NIR emitting lanthanide compounds are promising for imaging because of their unique properties such as sharp emission bands, long luminescence lifetimes and photostability. Here, we review our efforts to develop novel sensitizers for NIR emitting lanthanides. We have employed two global strategies: (1) monometallic lanthanide complexes based on derivatives of salophen, tropolonate, azulene and pyridine; and (2) polymetallic lanthanide compounds based on nanocrystals, metal-organic frameworks and dendrimers complexes.

RésuméLa luminescence proche-infrarouge est utile pour un grand nombre d’applications pratiques qui s’étendent de la technologie des lasers, de la télécommunication à l’imagerie biologique. Nous avons développé un intérêt tout particulier pour les applications liées à l’étude des milieux biologiques étant donné que les photons proche-infrarouge interférent très peu avec de tels échantillons. Les photons proche-infrarouge peuvent pénétrer relativement profondément dans les tissus et induisent moins de dommages aux échantillons biologiques. Par ailleurs, l’utilisation des photons proche-infrarouge offre l’avantage d’une détection plus sensible en raison du faible bruit de fond dans ce domaine d’énergie. Enfin, la diffraction plus faible des photons proche-infrarouge induit une meilleure résolution des images obtenues. Les composés de lanthanide émettant dans le proche-infrarouge sont donc prometteurs pour l’imagerie en raison de leurs propriétés uniques comme leurs bandes d’émission étroites, les temps de luminescence longs et leur photostabilité. Nous décrivons ici nos efforts de développement de nouveaux sensibilisateurs de cations lanthanide émettant dans le proche-infrarouge. Nous avons pour cela adopté deux stratégies distinctes : (1) les complexes de lanthanide monométalliques basés sur des dérivés de salophène, de tropolonate, d’azulène et de pyridine et (2) des composés polymétalliques de lanthanide basés sur des nanocristaux, des architectures metallo-organique et des complexes de dendrimère.