Физико-химические основы биолюминесцентного анализа - 37 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

73
химических свойствах. В молекулах, содержащих тяжелые
атомы, спин-орбитальная связь значительна. В этих условиях
сохраняется полный угловой момент, и правило отбора (ΔS=0)
по спину S электронной оболочки теряет свою силу. При этом
внутримолекулярный синглет-триплетный переход S*
1
ÆT
1
(рис.17 а, б, в) перестает быть запрещенным, что сказывается
на параметрах люминесценции. Подобные эффекты можно ин-
дуцировать в молекулах, используя растворители, содержащие
тяжелые атомы. Такой эффект получил название внешнего
(межмолекулярного) эффекта тяжелого атома. Перечисляя яв-
ления, сопряженные с эффектом тяжелого атома, можно на-
звать: увеличение поглощения на переходах T
1
←S
0
;
уменьшение времени жизни фосфоресценции; уменьшение
квантового выхода флуоресценции; возможность увеличения
квантового выхода фосфоресценции.
Эффекты тяжелого атома были исследованы несколько де-
сятилетий назад для случая фотовозбуждения в растворах
флуоресцентных красителей. Логично предполо-жить, что эти
эффекты будут наблюдаться и в системах с химическим возбу-
ждением в присутствии белка (биолюминесцентные системы).
Сложность
изучения подобных явлений в биологических сис-
темах связана с тем, что помимо чисто физических эффектов,
вызванных присутствием тяжелого атома, биолюминесцентная
система характеризуется рядом других свойств, определяемых
течением химической реакции, активностью фермента. Было
исследовано воздействие на биолюминесцентную систему ряда
галогенидов калия. Из табл.3 видно, что максимальная интен-
сивность биолюминесценции (I/I
0
)
max
, константы ингибировния
К
и
и активации К
а
, рассчитанные по квантовому выходу Q и
интенсивности I биолюминесценции, изменяются с ростом
массы аниона: в ряду KCl, KBr, KI увеличивается ингибирую-
щая способность и уменьшается активирующая способность
соединений.
Таким образом, присутствие в биолюминесцентной систе-
ме отрицательно заряженных тяжелых атомов уменьшает эф-
74
фективность биолюминесценции, что сказывается на измене-
нии кинетических параметров биолюминесцентных биотестов.
Таблица 3
Параметры действия галогенидов калия на биолюминесцентную бифер-
ментную систему NADH: FMN- оксидоредуктаза- люцифераза
Соль KCl KBr KI
Молек. вес, а. е.м. 77,55 119 166
Исследуемые концентрации,
М
10
-5
÷10
-1
10
-6
÷10
-1
10
-8
÷10
-4
(
I/I
0
)
max
3,7 2,9 1,1
K
и
Q
, М
-1
-
(2,1±0,4)⋅10
1
(2,2±0,3)⋅10
5
K
а
Q
, М
-1
(1,4±0,2)⋅10
2
(9,2±1,2)⋅10
1
0
K
и
I
, М
-1
(7,2±1,1)⋅10
0
(4,5±0,8)⋅10
1
(2,5±0,4)⋅10
5
K
а
I
, М
-1
(1,8±0,1)⋅10
2
(1,4±0,2)⋅10
2
0
2.2.2. Влияние молекул на процессы переноса
электрона в биолюминесцентной системе
Перенос электрона (или заряда) является необходимой ста-
дией всех химических и биохимических процессов, в том числе
и биолюминесцентных.
Ксенобиотики, способные воздействовать на перенос элек-
трона (заряда), изменяют интенсивность биолюминесцентного
сигнала в биолюминесцентной системе. Это может происхо-
дить на большинстве стадий биолюминесцентного процесса:
при взаимодействии ксенобиотиков с субстратами, на стадиях
химического
взаимодействия субстратов и эволюции электрон-
но-возбужденных состояний в биолюминесцентной системе.
Заряженные соединения (катионы, анионы), диполи, радикалы

Страницы