Люминесценция

Люминесценция тела в данной спектральной области – избыток излучения над температурным (избыт. излучение обладает конечной длительностью, превышающей период световых колебаний). Виды Л.:фото-, хеми-, био-, термо-, электро-, соно- (УЗ), трибо- (трение). Вероятность самопроизвольного перехода на более высокий уровень: ур-ие Больцмана: n/n_o=e ^–^ΔE^/^RT, где n и n_o – число молекул с основном и возбужд. состояниях, k –пост. Больцмана. Спектр Л. – зависимость интенсивности света Л. в у.е. при опр. длине волны (I_l~f(λ)). З.Стокса: Спектр флуоресценции лежит в более длинноволновой области по ср. со спектром поглощения того же соединения (Е поглощается, её становится меньше, а λ ~1/E. Правило Каши: Спектр фл. не зависит от длины волны возбуждающего излучения (испускание фотонов фл-ии всегда идет с нижнего уровня, т.е. излучение идет из одного и того же состояния молекулы). Правило Левшина: спектры фл. зеркально симметричны длинноволновой полосе спектра поглощения (расст-ия между колеб. подуровнями и вероятности перехода на них сходны у молекулы в обычном и возбужд. состояниях). З. Вавилова: квантовый выход фл. не зависит от λ возбужд. излучения (вероятность перехода с нижнего возбужд. подуровня= η=квант. выход.; путь отдачи энергии – квантом или безызлучательно – определяется только после отдачи «излишка» энергии в виде тепла). Кол-венный Л. анализ: Пусть дан пучок света мощностью I_o Эйнштейн/c. Тогда поглощенная энергия= I_o(1-T). Высветится I_o(1-T)η энергии. Тогда I_люм=KI_oη(1-T)= KI_oη(1-10^-^εlc) Разложили в ряд (εlc<0,05). I_люм=2,303KI_oηεlc. Спектрофлуориметр. Светофильтр для возбужд Л. должен пропускать свет только в области поглощения и не пропускать свет в области Л. (второй светофильтр – наоборот). 2 способа регистрации. 1) угол между направлениями возбуждения и Л. равен 90^о (для в-в малой опт. плотностью) 2) тонкая кювета, измерение Л. с той же стороны, что и возбуждение (высок. опт. плотность; минус – регистрация и фл. кюветы – that’s why не подходит для мал. опт. плотн. в-в). преимущества Л. кол-венного анализа над абсорбционным – измеряем абс. значение сигнала, а не отношение интенсивностей света. Иммунофл. анализ: ковалентное пришивание флуоресцирующей метки к антителу (антигену) => образование комплекса Анти-Анти. Плюс – нет риска радиац. заражения при use трития etc. Фл. микроскопия: Источник излучения (УФ-лампа) – светоделительное зеркало – отражение – объект – флуоресценция – назад на светодел. зеркало – пропускает – фотокамера (объектив). Использование доступности кислорода: фосфоресценция длительна => чувствительна к тушению кислородом (О2 дезактивирует триплетное состояние, многократно сталкивается с фосф-ей молекулой => гасит фосф. Измерение: кювета с раствором окружена вращ-ся цилиндром с прорезью => кинетика затухания фосф. Поляризация флуоресценции: при прохождении поляризатора выделяется одна плоскость колебания вектора эл. колебаний => плоскополяризованный свет. Ставим второй поляризатор: ║максим. интенс. ┴миним. коэфф. поляризации: P=(I_║-I_┴)/(I_║+I_┴). Определение вращ. подвижности в вязкой среде: низкомолек. соединения в воде и спирте дают деполяризованную фл. Поляризация – в вязкой среде. Схема: измерение P в нашем объекте – неск. раз меряем поляризацию того же зонда в смесях глицерина с водой (вязкость меряем вискозиметром). Строим калибровочную кривую вязкость- поляризация. Определение поступ. подвижности: Пирен: P*=>P+фотон (380 нм); P+P*=>(PP)*=> P+P+фотон (470 нм). Вероятность образования эксимеров уменьшается с ростом вязкости среды. Изучение полярности среды: Молекула-зонд помещается в анализируемый р-ритель – ориентация молекул р-рителя – поглощение света=> увеличение дипольного момента зонда – перестройка молекул р-рителя (сольватация)= безызлучательное снижение энергии – испускание кванта света – снижение дипольного момента – сольватация (снижение энергии). Рез-т: при сольватации молекулы в возбужд. состоянии λ больше λ в случае без сольватации. Разница увеличивается с ростом: разности энергий молекулы в норм. и возбужд. состояниях; дипольного момента молекул р-рителя; текучести среды

Фотобиологические процессы: фото-синтез, -таксис, -тропизм, зрение, действие интенсивного видимого света (лазеротерапия), действие УФ-лучей (бактерицидное-статическое, мутагенное, канцерогенное, эритема, загар, витамин D, терапевтический эффект). Основные стадии: 1)Поглощение кванта света 2)Внутримолекулярные процессы размена энергии 3)Межмолекул. перенос энергии возбужд. состояния 4)Первичный фотохим. акт 5)Темновые реакции => образование стабильных продуктов 6)Биохим. реакции с участием фотопродуктов 7)Физиологический ответ. Одноударная фотохим. реакция: каждая молекула повреждается независимо от других; нет частичного поглощщения: поглощение света = выведение и строя или полное сохранение св-в и стуктуры. Кинетика. Кювета толщиной l и сечением S раствор конц-ей n в см³. Каждую секунду поглощается I_oS-IS=I_oS(1-T) и инактивируется число фотонов= N поглощенных квантов· квантовый выход инактивации Q. Отсюда: –d(nSl)/dt=QI_oS(1-T), отсюда dn/dt= –QI_o(1-T)/l, где T=e^-^nsl, при nsl<<1 (1-T)≈nsl Отсюда dn/dt=QI_ons. Решаем: ln(n/n_o)= -(Qs)·(tI_o)=Д·σ Д-доза облучения σ- поперечное сечение инактивации фермента. Спектр действия – зависимость σ от λ возбужд. излучения. σ=Qs, а квантовый выход Q не зависит от λ возбужд. излучения. => спектр действия σ(λ) для индивид. в-ва соответствует его спектру поглощения s(λ). Фотохимические реакции в белках:

Биомаркер – хим. в-во, появляющееся в биологической жидкости (eg. крови) в результате патологического процесса. Образуются при атаке свободными радикалами биологически важных соединений. Eg.: фениаланин+ ·ОН=орто-тирозин. Может также атаковать НК, жиры etc. Уровень липидной пероксидации у курящих выше. Диеновая коньюгация. Берем полиненасыщенную жирную кислоту (-CH₂-CH=CH-CH₂-CH=CH-CH₂-). Гидроксил радикал атакует α-атом, отщепляет протон. Остается 5 последовательно расположенных π-электронов. О₂ атакует их с краю => образование коньюгированного диена (смещенная 2ая связь: -СН₂-СH₂-CH=CH-CH=CH-CH₂). Саму коньюгацию определяем спектрофотометр. (неконьюг. связи <200 нм; коньюгир. диены – 234 нм). Преимущество: реакция идет ТОЛЬКО в результате образования радикала (нельзя спутать с реакциями других хим. агрессивных в-в)