Физико-химические основы биолюминесцентного анализа - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

43
перекрывания спектра испускания донора D со спектром по-
глощения акцептора А. Математически перекрывание спектров
характеризуют интегралом перекрывания спектров J:
∫
∞
−
=
0
D
I
νε
dJ
A
,
где
D
I - интенсивность испускания донора;
A
ε
- коэффициент
молярной экстинкции акцептора. Обе величины являются
функцией энергии, выраженной в обратных сантиметрах (
−
ν
,
см
-1
), и нормированы таким образом, что полное перекрытие
соответствовало бы J =1.
Чем больше величина указанных четырех характеристик,
тем эффективнее тривиальная абсорбция.
Индуктивно-резонансный перенос энергии (другие на-
звания – дипольные взаимодействия, Coulombic interaction)
представляет собой «действие на расстоянии». Взаимодействие
происходит через электромагнитное поле и не требует физиче-
ского контакта взаимодействующих частиц. Процесс включает
индуцирование дипольных осцилляций в молекуле А молеку-
лой D*. Экспериментально этот механизм можно отличить от
тривиальной абсорбции по уменьшению времени жизни флуо-
ресценции молекулы донора D в присутствии молекулы акцеп-
тора А.
Теория концентрационного тушения в результате индук-
тивно-резонансного переноса энергии в России была развита
С.И. Вавиловым. Теорию Вавилова развил Левшин. Он пока-
зал, что в большинстве случаев концентрационное тушение
обусловлено переносом энергии от возбужденных молекул к
нелюминесцирующим (или люминесцирующим в другой об-
ласти спектра) димерам. Позднее было установлено, что туше-
ние люминесценции поглощающими веществами связано с
перекрытиями спектров испускания донора и поглощения ак-
44
цептора. Было установлено, что при наличии процессов туше-
ния уменьшается время жизни возбужденного состояния.
В теории концентрационного тушения Вавилова уравне-
ние, связывающее тушение люминесценции с различными фи-
зико-химическими факторами, имеет вид
δτπσ
)41(
0
0
CDNWe
I
I
A
CwN
А
+= .
Здесь
0
I - выход люминесценции в отсутствии тушителя;
I
- в
присутствии тушителя;
I
I
0
- относительный выход люминес-
ценции; w - объем сферы действия возбужденной молекулы за
вычетом ее кинетического объема;
А
N
- число Авогадро; W -
вероятность тушения при столкновении частиц тушителя и
люминофора;
0
τ
- длительность возбужденного состояния при
отсутствии тушителя; D – коэффициент диффузии,
σ
- радиус
действия возбужденной молекулы; С - концентрация тушителя;
δ
- поправочный множитель.
Удовлетворительная теория переноса энергии в конденси-
рованной среде была развита Ферстером. В ней предполага-
лось, что перенос энергии происходит благодаря слабому
диполь-дипольному взаимодействию между молекулами доно-
ра и акцептора, не изменяющему первоначальные оптические
спектры молекул. Предполагалось также, что время жизни воз-
буждения в акцепторе меньше, чем время обратного переноса.
В результате переноса энергии может наблюдаться либо сенси-
билизация (увеличение выхода), либо тушение люминесцен-
ции.
Для пояснения эффекта диполь-дипольного переноса энер-
гии обычно пользуются моделью колебаний двух гармониче-
ских осцилляторов (например, связанных маятников) с
одинаковыми собственными частотами. Если в начальный мо-
мент времени колеблется только один осциллятор, то
в даль-

Страницы