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 " -> 31

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 .. 25 26 27 28 29 30 < 31 > 32 33 34 35 36 37 .. 79 >> Следующая


В кристаллах полупроводников миграция энергии возбужденного состояния происходит путем перемещения электрона в зоне проводимости и дырки — в валентной зоне. Было сделано много попыток доказать полупроводниковые свойства у биологических систем, таких, как белковые молекулы, нуклеиновые кислоты, биомембраны и т. д. Как известно, тепловое возбуждение молекул в полупроводнике приводит к заселению полосы проводимости и появлению электрической проводимости р, которая зависит от температуры согласно уравнению

р = р0ехр (-АЕ/2кТ).

Этим методом изучались полупроводниковые свойства белков, нуклеиновых кислот, хлоропластов. Измерение электрической проводимости приходится проводить в сухих пленках, чтобы исключить возможность переноса электричества за счет диффузии ионов, растворенных в воде. При этом было показано, что белки имеют при комнатной температуре исключительно высокое сопротивление, т. е. ведут себя как хорошие изоляторы. Энергия активации электрической проводимости (ширина запрещенной зоны AE) оказалась равной

80 2,6— 3,1 эВ. Это указывало на то, что белки, хоть и плохие, но полупроводники. Однако позднее было обнаружено, что при пропускании через пленки белков электрического тока на катоде выделяется водород в количестве, пропорциональном пропущенному току. Скорее всего энергия активации электрической проводимости белковых пленок — это не более чем энергия активации ионизации различных групп белка, поставляющих ионы в окружающую белок пленку адсорбированной воды.

Таким образом, в настоящее время отсутствуют доказательства полупроводниковых свойств биологических объектов. РАЗДЕЛ II

ПЕРВИЧНЫЕ СТАДИИ ФОТОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

ГЛАВА 4

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ В ФОТОХИМИИ

4.1. Фотобиологические процессы и их стадии

Изучение биофизических аспектов фотобиологических процессов является центральным разделом квантовой биофизики. К фотобиологическим относят процессы, начинающиеся с поглощения кванта света биологически важной молекулой и заканчивающиеся какой-либо физиологической реакцией (позитивной или негативной) на уровне организма. К таким процессам относятся: фотосинтез — синтез органических молекул за счет энергии солнечного света;

фототаксис — движение организмов, например бактерий, к свету или от света;

фототропизм — поворот листьев или стеблей растений к свету или от света;

зрение — превращение световой энергии в энергию нервного импульса в сетчатке глаза или в аналогичных фоторецепторах;

действие ультрафиолетовых лучей (бактерицидное или бакте-риостатическое действие на микроорганизмы, мутагенное действие, канцерогенное действие, образование витамина D из провитаминов, эритемное действие на кожу, образование загара, терапевтические эффекты).

К фотобиологическим процессам также может быть отнесена биохемилюминесценция (сверхслабые свечения, биолюминесценция) (см. гл. 9). (Здесь, наоборот, определенные биохимические реакции сопровождаются появлением электронно-возбужденного продукта с последующим испусканием кванта люминесценции.)

Фотобиологические процессы весьма разнообразны. Каждый из них состоит из многих стадий, начиная с акта поглощения кванта света и кончая физиологическими реакциями на уровне целого организма. Условно всякий фотобиологический процесс можно разбить на несколько стадий: 1) поглощение кванта света; 2) внутримолекулярные процессы размена энергией (фотофизические процессы); 3) межмолекулярные процессы переноса энергии воз-

82 бужденного состояния; 4) первичный фотохимический акт; 5) тем-новые реакции, заканчивающиеся образованием стабильных продуктов; 6) биохимические реакции с участием фотопродуктов; 7) общефизиологический ответ на действие света.

В настоящей книге будут рассмотрены преимущественно начальные, физико-химические стадии фотобиологических процессов. Первые три стадии фотохимического процесса одинаковы для процессов фотохимии и люминесценции; поэтому законы фотохимии имеют свои аналоги с законами люминесценции (см. гл. 3). Первичный фотохимический акт — это процесс, в который вступает молекула из нижнего синглетного .S', или триплетного T1 возбужденного состояний.

Квантовый выход Ф — это отношение числа прореагировавших молекул к числу поглощенных фотонов. В случае первичных стадий фотохимических реакций квантовый выход равен отношению числа возбужденных молекул вещества, вступающих в фотохимический процесс, к общему числу возбужденных молекул:

к і

А * —> P (продукты реакции) к,

A* ^A

® = dP,dA * = &,/(&] -і- fc2). (4.1)

В реальных условиях опыта квантовый выход можно определять, измеряя убыль исходного вещества А А или накопление продукта реакции AP за конечное время t под действием облучения объекта монохроматическим светом с интенсивностью (I эйнштейн/с):

Ф= -ДА/[/<(1 — Г)], (4.2)

где (1 —Г) — коэффициент поглощения; It — доза облучения.

Определяемый в опыте квантовый выход Ф зависит от условий эксперимента. Так. поглощение действующего света продуктами реакции или посторонними веществами будет снижать Ф, а развитие цепных реакций, инициируемых первично образовавшимися радикалами, может привести к высоким квантовым выходам образования продуктов реакции (значительно больше единицы!). Для понимания механизма фотохимического процесса особенно важен квантовый выход первичной реакции, определяемый по (4.1).
Предыдущая << 1 .. 25 26 27 28 29 30 < 31 > 32 33 34 35 36 37 .. 79 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама