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" -> 76

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 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 126 >> Следующая

е. Длительность флуоресценции
Закон затухания флуоресценции. Флуоресценция есть процесс спонтанного (самопроизвольного) излучения. Это означает, что для каждой возбужденной молекулы существует определенная вероятность pdt того, что за время dt она произвольно перейдет в основное состояние (или на более низкий
191
энергетический уровень), излучив избыток энергии в виде кванта флуоресценции. Интенсивность флуоресценции (мощность излучения), очевидно, пропорциональна числу таких переходов за единицу времени. Если в !некоторый момент времени t имелось п возбужденных молекул, то убыль их за время dt в результате радиационных переходов будет равна
dn = — pndt, (48)
интенсивность (мощность) флуоресценции
/ = /i(v>HMpn, (49)
где <^>ИЗл —среднее значение частоты излучения.
Предположим сначала, что квантовый выход флуоресценции р= 1, т. е. что возможны только радиационные переходы из возбужденного состояния в основное и отсутствуют какие бы то ни было конкурирующие с ними процессы тушения флуоресценции. В этом случае из формулы (48) следует, что закон убывания числа возбужденных атомов сходен с законом радиоактивного распада и выражается простой экспоненциальной зависимостью
__t__
п = n0e~pt = п0е to , (50)
где щ — число возбужденных молекул в начальный момент (/ = 0). Такой же вид будет иметь и закон затухания флуоресценции:
__t
/ = /о^ = /о« Ха- (51)
Величина То, которую мы определили при помощи соотношения то = ""' представляет собой, очевидно, длительность того промежутка времени, в течение которого первоначальная интенсивность флуоресценции уменьшается в е раз (2,72 раза). Нетрудно показать, что этот интервал времени есть средняя длительность пребывания молекул в возбужденном состоянии, или, как говорят, средняя длительность жизни возбужденных молекул (г). Действительно, вычисляя t по формуле
OO
^ tdn
I=--, (52)
OO
С dn
мы легко убеждаемся в том, что
т0 =-. 7. (53)
192
Нужно отметить, что величина р (а стало быть, и величина То=—) представляет собой молекулярную характеристику данного вещества. Она определяется только электронной структурой молекулы и не зависит от внешних условий, если они не меняют этой структуры. Поэтому величину то называют естественной средней длительностью жизни возбужденных молекул.
Рассмотрим теперь чрезвычайно важный вопрос о влиянии процессов тушения ,на закон затухания и длительность флуоресценции. При этом мы должны строго различать процессы тушения первого и второго рода.
Процессы тушения первого рода не влияют ни на закон затухания флуоресценции, ни на значение ее средней длительности, так как по самому своему определению они разыгрываются за время, много меньшее, чем то. За это время некоторая доля возбужденных молекул — мы обозначим ее через а — будет потушена и квантовый выход флуоресценции будет равен не единице, а 1—а, но те молекулы, которые не испытывают тушения за это время, будут затухать по тому же закону и с тем же значением постоянной затухания то, что и при отсутствии этих тушащих процессов. Таким образом, изменение квантового выхода флуоресценции, не сопровождающееся изменением ее длительности и закона затухания, свидетельствует о наличии только процессов тушения первого рода. Эти процессы, как было сказано, всегда отражают сдвиг равновесия между флуоресцирующей и нефлуоресцирующей формами или состояниями данного вещества.
С такого рода случаем мы сталкиваемся, например, при изучении флуоресценции хлорофилла в смесях спирта с водой. Так как хлорофилл нерастворим в воде, то по мере увеличения содержания последней в растворителе прогрессирующая доля молекул пигмента переходит из флуоресцирующего молекулярно-дисперсного состояния в нефлуоресцирующую форму агрегатов или мицелл. Соответственно квантовый выход наблюдаемой флуоресценции падает от 30% в чистом спирте почти до нуля при содержании спирта 30—40%- Однако, как видно из рис. 32, А, длительность флуоресценции при этом не меняется.
Существенно иная картина наблюдается при наличии процессов тушения второго рода. Если вероятность этих процессов остается во все время пребывания молекулы в возбужденном состоянии неизменной, то закон затухания флуоресценции сохраняет экспоненциальную форму (51), но длительность ее сокращается пропорционально уменьшению р.
Действительно, если постоянную вероятность того, что за время dt молекула будет потушена, мы обозначим через qdt, то убыль числа молекул за это время как в результате радиационных переходов, так и в результате рассматриваемых процессов
[3 Физические методы исследования белков
193
тушения будет равна:
dn = — pndt — qndt = — (р -f q) ndt. (54)
Отсюда можно получить закон убывания числа возбужденных молекул:
п = n0e-(p+q)t = n0e-t/x, (55)
и так как f^pn, то закон затухания флуоресценции имеет вид: / = fc-w* = дг"«. (56)
Таким образом, при наличии тушащего процесса второго
1 1 і
рода т= -, а при его отсутствии T0= — .
P + Q P
С другой стороны, нетрудно видеть, что в рассматриваемом случае доля общего числа возбужденных молекул, которые не испытывают тушения, а перейдут в основное состояние с испусканием кванта флуоресценции, равна —-—. Иными словами,
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 126 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама