6.7. Поляризация флуоресценции

Прежде всего необходимо напомнить, что поглощение поляризованного света хромофором максимально, когда плоскость поляризации света параллельна особой оси хромофора, называемой электрическим дипольным моментом. Обычно хромофоры ориентированы беспорядочно; следовательно, вероятность поглощения возбуждающего света (поляризованного) пропор­цио­нальна соs², где– угол между плоскостью поляризации и электрическим дипольным моментом. Кроме того, плоскость поляризации испускаемого света определяется не дипольным моментом поглощения, а собственным дипольным моментом перехода (который обычно не параллелен) дипольному моменту поглощения, и вероятность испускания флуоресценции с плоскостью поляризации под угломк дипольному моменту перехода пропорциональнаsin². Поэтому, если два диполя не параллельны, а поглощающие группы расположены беспорядочно (не стационарно) поляризация Р флуоресценции < 1/2 . Обычно эта величина еще меньше.

Многие другие факторы могут увеличивать степень деполяризации; наиболее важные с точки зрения характеристики биообъектов являются два из них: движение поглощающей группы и перенос энергии между одинаковыми хромофорами. На степень движения группы оказывают влияние температура, вязкость растворителя, а также размер и форма молекулы, содержащей излучающую группу.

Второй фактор – перенос энергии между идентичными хромофорами – обусловлен тем, что, хотя резонансный перенос энергии с наибольшей вероятностью происходит между молекулами, имеющими параллельные диполи, он происходит между молекулами и когда они не параллельны, приводя к деполяризации. Этот тип деполяризации сильно зависит от концентрации, поскольку эффективность переноса энергии уменьшается с шестой степенью расстояния между донором и акцептором. при очень высокой вязкости и высокой концентрации обнаруживается главным образом эффект переноса энергии, а при низкой вязкости и низкой концентрации – эффект молекулярного движения. Эти эффекты могут быть использованы для получения такой информации о макромолекулах, которую нелегко получить другими методами.

Основное правило для интерпретации данных по поляризации флуоресценции и несколько следствий из него.

Правило: при возрастании подвижности поляризация уменьшается.

Следствия:

1. Поляризация фактически не проявляется для несвязанных флуорофоров в растворе (из-за их быстрого вращения).

2. Если флуоресцирующий хромофор связан с макромолекулой, поляризация может стать значительной благодаря сильному уменьшению подвижности. Степень поляризации зависит не только от подвижности молекулы как целого, но и подвижности места связывания.

3. Если макромолекулы агрегируют, то поляризация возрастает.

4. Если макромолекулы претерпевают конформационную перестройку, то поляризация уменьшается, когда молекулярная структура становится более беспорядочной, и увеличивается, когда становится более упорядоченной.

Содержание

1. Коллоидная химия 4

1.1. Классификация коллоидных систем 4

1.2. свойства коллоидных растворов 5

1.3. Методы приготовления коллоидных растворов 7

1.4. Оптические свойства и методы исследования коллоидных растворов 7

1.5. рассеяние света (опалесценция) 7

1.6. нефелометрия 9

1.7. Абсорбция (поглощение) света коллоидами и окраска коллоидных растворов 10

2. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных растворов 12

2.1. Броуновское движение 12

2.2. Кинетическая устойчивость дисперсионных систем и седиментационное равновесие 14

2.3. Осмотическое давление 16

2.4. Равновесие Гиббса-Доннана 17

2.5. Электрические свойства коллоидных растворов. Электроосмос и электрофорез 19

2.6. Строение коллоидных частиц 20

3. Устойчивость дисперсных систем 22

3.1. Основные положения 22

3.2. Коагуляция гидрофобных коллоидов 23

3.3. адсорбционно-сольватный барьер как фактор стабилизации коллоидных систем 26

3.4. Электрокинетический потенциал 27

3.5. обратимость коагуляции. Пептизация 29

3.6. Студни и гели 30

4. Свойства растворов высокомолекулярных соединений 31

4.1. Набухание и растворение ВМС 31

4.2. Термодинамические свойства растворов ВМС 33

4.3. Вязкость растворов ВМС 34

4.4. Растворы полимерных электролитов. Изоэлектрическая точка 36

5. Характеристика некоторых широко применяемых дисперсных систем 37

5.1. Общая характеристика эмульсий 37

5.2. Устойчивость эмульсий 37

5.3. Разрушение и обращение эмульсий 39

5.4. Пены 39

5.5. Суспензии 40

5.6. Аэрозоли 41

6. Характеристика некоторых спектральных методов исследования растворов ВМС 42

6.1. Абсорбционная спектроскопия 42

6.2. Факторы, влияющие на абсорбционные свойства хромофора 44

6.3. Инфракрасная спектроскопия 46

6.4. Спектроскопия комбинационного рассеяния 48

6.5. Флуоресцентная спектроскопия 48

6.6. Изучение белков путем измерения их собственной флуоресценции 50

6.7. Поляризация флуоресценции 52

Содержание 54

Учебное издание

Авторы:

Киселев Петр Андреевич,

Бокуть Сергей Борисович

Курс лекций по коллоидной химии

Учебно-методическое пособие

Редактор М.И. Авхимович

Технический редактор М.Л. Шимкевич

Cдано в набор 05.01.2005. Подписано в печать 21.02.2005. Формат 60x84 1/16.

Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 3,25. Уч.-изд. л. 2,23. Тираж 50 экз.

Международный государственный экологический университет им. А.Д. Сахарова

ул. Долгобродская, 23, 220009, Минск, Республика Беларусь