Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Биохимия -> Лазуркин Ю.С. -> "Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот" -> 114

Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот - Лазуркин Ю.С.

Лазуркин Ю.С. Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот — М.: Наука, 1967. — 342 c.
Скачать (прямая ссылка): afizsvoystvapentanola1967.djvu
Предыдущая << 1 .. 108 109 110 111 112 113 < 114 > 115 116 117 118 119 120 .. 126 >> Следующая

20 Физические методы исследования белков
291
б. Спектрометры ЭПР
Спектрометры ЭПР можно разделить на три основных типа: видеоспектроскопы, спектрометры с высокочастотной (вч) модуляцией и супергетеродинные радиоспектрометры. Из основного уравнения ЭПР (12) видно, что получить спектр можно двумя способами: меняя частоту v при фиксированном значении H и меняя напряженность поля при фиксированном значении v. В ЭПР-спектрометрах всех типов используется второй метод, и, таким образом, спектр ЭПР записывается в координатах: интенсивность поглощения / — напряженность магнитного поля Я1.
Рис. 1. Блок-схема видеоспектрометра ЭПР с проходным і резонатором
На рис. 1 приведена блок-схема простого видеоспектрометра 3-сантиметрового диапазона. Уровень СВЧ-мощности, генерируемой клистроном (1), регулируется аттенюатором (2). Генератор (/) согласуется с резонатором (6), в который помещается образец, при помощи фазовращателя (3). Магнитное поле, создаваемое электромагнитом (4), модулируется сетевой частотой при помощи модуляционных катушек (5). Сигнал ЭПР детектируется полупроводниковым диодом (7), усиливается широкополосным усилителем (<§) и поступает на вертикальные пластины осциллографа (9). Горизонтальная развертка осциллографа синхронизована с питанием модуляционных катушек. Постоянное поле магнита (4) устанавливается вблизи резонансного значения. Модуляция поля, осуществляемая катушками (5), должна перекрывать линию ЭПР. В момент прохождения поля через резонансное значение часть энергии СВЧ поглощается образцом, и уровень мощности, поступающей на детектор, уменьшается. При синусоидальной развертке это происходит два раза за период. Полоса пропускания усилителя (8) должна быть достаточно широка, чтобы не допустить искажения линии (обычно достаточная полоса 10—104 гц). При такой схеме прибора на экране осциллографа появляется линия поглощения в координатах / — Я. При помощи приборов такого типа удается регистрировать до 1015 свободных радикалов в образце при полуширине
1 Часто вместо / откладывается первая или вторая производная / по Н.
292
линии 2 э. В большинстве современных спектрометров ЭПР применяются другие схемы: спектрометры супергетеродинного типа и спектрометры с высокочастотной модуляцией и синхронным детектированием сигнала. В большинстве случаев записывается производная спектра поглощения, т. е. линии регистрируются в
координатах — — н. Стандартные современные спектрометры dH
ЭПР могут регистрировать ~1012 свободных радикалов в сухом образце при полуширине линии 2 э. Переход на 8-миллиметровый диапазон и применение многократного прохождения с накоплением сигнала понижает эту предельную величину на порядок. Использование мощных клистронов и специальных конструкций кювет и резонаторов позволяет работать с водными образцами без значительного снижения чувствительности. Специальные приставки дают возможность варьировать температуру образца в пределах от гелиевых температур до 200— 300°, проводить исследования непосредственно при освещении образца или под электронным пучком.
в. Параметры спектров ЭПР
g - Ф а кт о р. Как было отмечено выше, для свободного парамагнитного атома g-фактор может принимать значения от 1 до 2 в зависимости от величины орбитального и спинового моментов количества движения атома. В молекулах, однако, а также в атомах и ионах в твердой и жидкой фазах орбитальный электронный момент парамагнитного центра жестко связан с окружением и не может свободно ориентироваться в магнитном поле. Благодаря этому «замораживанию» орбитального момента g-фактор большинства органических свободных радикалов, парамагнитных ионов в твердой и жидкой фазах оказывается весьма близким к чисто спиновому значению, т. е. к 2. Отклонения могут наблюдаться лишь при наличии низко лежащих возбужденных орбитальных уровней и больших констант спин-орбитального взаимодействия, что характерно для сравнительно тяжелых атомов. Точное определение g-фактора позволяет получить уникальную информацию о тонких деталях электронной структуры парамагнитного центра, особенно в случае монокристаллов, когда величина ^-фактора зависит от ориентации кристалла в магнитном поле. Измерение g-фактора органических свободных радикалов часто дает возможность локализовать положение неспаренного электрона. Так, например, если неспаренный электрон локализуется на легких атомах Н, С, N, О, то величина g-фактора превышает чисто спиновое значение (2,0023) не более, чем на несколько единиц в третьем знаке. В то же время при локализации свободной валентности на атоме серы g-фактор повышается до величины 2,024. Измерение
20* 293
^-фактора сигнала ЭПР окисного железа в гемине и метгемо-глобине (^-фактор оказался сильно смещенным и для монокристаллов при определенной их ориентации в магнитном поле достигал 6) позволило установить природу связей железа в этих структурах.
Ширина и форма линии. Важную информацию могут дать измерение ширины и анализ формы линии ЭПР. Согласно принципу неопределенности Гейзенберга,
AEAt ~h. (13)
и ширина линии (AE) обратно пропорциональна времени жизни (At) возбужденного состояния. Время жизни возбужденйого состояния парамагнитного центра определяется временем релаксации спинового магнитного момента, передающего свою энергию атомам и молекулам, окружающим парамагнитный центр. Это время релаксации принято называть спин-решеточным, или продольным, временем релаксации и обозначать T1. Таким образом, чем больше Ти тем уже должна быть линия. Как правило, в биохимических и биологических исследованиях проявляется почти чисто спиновой магнетизм, взаимодействие спин — решетка мало, T1 достаточно велико (~10~5 сек) и определяемая этим механизмом ширина линии не лимитирует экспериментально наблюдаемую ширину, которая обычно определяется другими факторами. Одним из таких факторов может быть спин-спиновое взаимодействие. Каждый неспаренный электрон находится не только во внешнем магнитном поле, но и в локальных полях, создаваемых магнитными моментами соседних неспаренных электронов. Это приводит к некоторому распределению эффективных магнитных полей и, следовательно, к уширению резонансной линии. Поскольку распределение полей носит случайный характер, форма линии в этом случае подчиняется уравнению Гаусса:
Предыдущая << 1 .. 108 109 110 111 112 113 < 114 > 115 116 117 118 119 120 .. 126 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама