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
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Физическая химия -> Владимиров А.А. -> "Физико-химические основы фотобиологических процессов " -> 17

Физико-химические основы фотобиологических процессов - Владимиров А.А.

Владимиров А.А., Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов — М.: Высшая школа, 1989. — 200 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikobiologicheskogo1989.djv
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 79 >> Следующая


Рис. 2.12. Искажение спектров флуоресценции в результате реабсорбции:

1 — спектр поглощения; 2 и 3— неискаженный и искаженный соответственно спектры флуоресценции

44 смотрим люминесценцию элементарного объема малой толщины Ax (см. рис. 2.11). Интенсивность люминесценции этого объема А/л находят из (2.3) и (2.9). Так как толщина элементарного объема мала, то эффектами экранировки и реабсорбции внутри слоя Ax можно пренебречь:

Д/л (л) = l(x) Кц> In • І Ое/сіл'. (2.12)

где

I(X) = I0- 10~VX. (2.13)

Вследствие реабсорбции интенсивность регистрируемой люминесценции уменьшится и, если путь люминесценции в образце принять равным пути возбуждающего света (измерение люминесценции производится с передней стенки кюветы), будет определяться соотношением

Л/л(0) = Л/л(X) -KTf"" (2.14)

Заметим, что єв — молярный коэффициент поглощения при длине волны возбуждения, а єл — молярный коэффициент поглощения вещества при длине волны измерения люминесценции. Чтобы получить выражение для интенсивности люминесценции от всего образца, объединим уравнения (2.12) — (2.14)

Д/л(0) = I0Kip In 10євс • 10"(Е'+Е')сїд*,

а затем перейдем к бесконечно малым приращениям и осуществим интегрирование в области х от 0 до /:

/л (O) = Z0Kcp

1-10

(о.+о,)

(2.15)

А.+ А

Здесь DBn Dn — оптическая плотность раствора в кювете при длине волны возбуждения и измеряемой люминесценции соответственно.

Уравнение (2.15) позволяет оценить эффект реабсорбции в двух крайних ситуациях, действительно встречающихся в практике спектрофлуориметрии.

Случай 1. Сильно разбавленные растворы (Dv + D11 <0,1). При этом получаем приближенное значение /л(0) [(ср. уравнения (2.3) и (2.4)], равное

/л(0)« V 2, ЗКсрД, (2.16)

Уравнение (2.16) идентично уравнению (2.4). Реабсорбция не имеет место, так как /л(0) не зависит от Dn.

Случай 2. Очень концентрированные растворы (DB + Djl 1). В этом случае уравнение (2.15) приобретает вид

/„(Ob/оке^. (2.17)

45 В этом случае реабсорбция зависит от соотношения оптических плотностей растворов в области возбуждения и люминесценции.

Влияние реабсорбции на спектр лучше всего выразить через отношение интенсивности люминесценции в отсутствие реабсорбции (т. е. при Dn = 0) к люминесценции при ее наличии. Это соотношение (а) можно получить из уравнения (2.17)

а= 1 +—. (2.18)

D.

Анализ выражения (2.18) показывает, что реабсорбция тем ниже, чем выше Db. Следовательно, для уменьшения реабсорбции надо осуществлять возбуждение в максимуме поглощения вещества. Далее понятно, что реабсорбция будет максимальной в области перекрывания спектров люминесценции и поглощения, т. е. в коротковолновой части спектра люминесценции, где велика Dsi.

Таким образом, для уменьшения реабсорбции следует: 1) использовать образцы с низкой оптической плотностью; 2) измерение люминесценции осуществлять с передней стенки; 3) возбуждать люминесценцию в максимуме поглощения вещества.

2.10. Время жизни возбужденного состояния молекул

Важная характеристика люминесценции — скорость ее затухания после прекращения возбуждения, которая зависит от времени жизни молекул в возбужденном состоянии т. Для изучения кинетики затухания люминесценции можно измерять интенсивность люминесценции In как функцию времени t после мощного импульсного освещения объекта в момент ; = 0. (Наиболее мощные и короткие импульсы дают лазеры.) Сразу после действия импульса какое-то количество молекул окажется в возбужденном состоянии S1, из которого они начнут переходить в основное состояние S0 с испусканием фотона

к

St~-*S0 + {phv,

где ф — квантовый выход люминесценции.

Процесс имеет вероятностный характер и к означает вероятность S1 —^S0 перехода в единицу времени. Кинетика перехода аналогична кинетике химической реакции первого порядка, т. е.

^=-ВД, (2-19)

где [Si] — количество возбужденных молекул в образце.

Заметим, что интенсивность люминесценции In тоже зависит от времени:

46 Рис. 2.13. Нахождение времени жизни (т) флуоресценции

4 =

Величина к имеет размерность частоты (с-1), а обратная ей величина і имеет размерность времени и называется средним временем жизни молекул в возбужденном состоянии:

где [S1J0 и [S11],—количество возбужденных молекул в начальный момент времени и в момент времени V, In0 и Ijl t — интенсивность люминесценции в нулевое время и через время t.

Таким образом, свечение затухает по экспоненциальному закону. Построив график In (//10) =f(t), находим т (рис. 2.13). Можно определить і и непосредственно на кривой затухания.

Несмотря на кажущуюся простоту описанного метода, непосредственно его реализовать трудно, так как времена затухания люминесценции очень малы и регистрировать кривую затухания люминесценции без искажений нелегко. Поэтому в настоящее время получили распространение методы более сложные в теории, но экспериментально выполнимые: метод однофотонной т-метрии и метод фазовой т-метрии.

При методе однофотонной фотометрии возбуждение образца также проводится короткой (0,1 —10 не) вспышкой света. В момент окончания вспышки ґ = 0 какая-то часть молекул в образце окажется в возбужденном состоянии. Каждая молекула, поглотившая фотон, высветит его через время Xi, Т. е. X; время жизни воз-
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 79 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама