ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Спектроскопические методы исследования природных пигментов из "Биохимия природных пигментов" Природные пигменты по приведенному выше определению поглощают свет в видимом диапазоне спектра электромагнитного излучения, т. е. между длинами волн 380 и 750 нм. Поэтому их спектр поглощения видимого света имеет по крайней мере один максимум поглощения при длине волны ( .тах), характерной для хромофора молекулы пигмента. Это свойство, а также общая картина спектра дают полную информацию о молекулярной структуре и обычно используются при первых попытках идентифицировать пигмент. Положение Хтзх сильно зависит от используемого растворителя, а у некоторых групп пигментов и от величины pH. На спектры поглощения пигментов in vivo часто влияет ближайшее микроокружение молекулы. [c.25] Подробно свойства спектров поглощения света различными группами пигментов, а также некоторыми индивидуальными пигментами будут приведены в соответствующих главах этой книги. [c.25] При исследовании функционирования пигментов применяют очень сложные модификации основного спектроскопического метода измерения поглощения света. Такие модификации позволяют изучать очень быстро протекающие процессы (в течение пико- или наносекунд). Исследуемую систему периодически освещают короткими интенсивными вспышками света и затем регистрируют изменения в спектре поглощения. Подобные методы позволили получить очень ценную информацию при исследовании первичных реакций фотосинтеза. [c.25] Спектры поглощения света чрезвычайно ценны также для точного, чувствительного и воспроизводимого количественного анализа пигментов. Интенсивность полосы поглощения при какой-либо длине волны регистрируют экспериментально как абсорбцию, экстинкцию, поглощение, или оптическую плотность раствора. Она прямо пропорциональна как концентрации пигмента в растворе, так и расстоянию, проходимому светом через раствор (законы Ламберта — Бэра). [c.25] Два образца одного и того же вещества, находящиеся в разных условиях, могут иметь несколько разные максимумы поглощения, а также несколько разные интенсивности поглощения, но эта разница столь мала, что ее трудно заметить при изучении этих спектров по отдельности. Однако вариации в этих величинах гораздо легче уловить, если один из образцов использовать в качестве стандарта, против которого снимается спектр другого образца. Получаемые при этом дифференциальные спектры являются очень высокочувствительным средством, с помощью которого обнаруживают небольшие изменения в светопоглощающих свойствах. Например, дифференциальные спектры свет — темнота , в которых сравнивают поглощение света освещенным образцом и образцом, содержащимся в темноте, оказались чрезвычайно ценными при выявлении незначительных изменений этой величины, которые имеют место при освещении фотосинтезирующих тканей или частиц. Дифференциальные спектры окисленных и восстановленных форм были использованы для получения информации об участии цито-хромов в цепи переноса электронов и об окислительно-восстановительном состоянии отдельных цитохромов в определенных условиях. С помощью этого основного метода и многих его изощренных модификаций мы узнали очень много нового о физических состояниях пигментов и их функционировании в фотосинтезе и транспорте электронов. [c.26] При работе с пигментами обычно применяется резонансная рамановская спектроскопия. Когда длина волны падающего, или возбуждающего, света приближается к той, при которой происходит максимальное поглощение света образцом, улавливание кванта света становится гораздо более вероятным. Поэтому рассеяние света значительно увеличивается, а интенсивность рамановских линий сильно возрастает. В образце, содержащем смесь соединений, резонансное усиление регистрируется только для тех рамановских линий, которые обусловлены колебаниями молекул, возбужденных падающим УФ- или видимым светом. При этом получают информацию об определенных молекулах, поглощающих свет другие молекулы, которые не поглощают свет возбуждающей длины волны, не дают резонансно-усиленных рамановских линий. Резонансный раманов-ский метод, таким образом, особенно ценен для исследования пигментов in situ. Пигменты, находящиеся в панцире, коже и т. п., могут быть обнаружены и количественно изучены с помощью этого метода без предварительной экстракции из ткани и очистки от примесей. [c.27] В предыдущих разделах все рассуждения о поглощении света относились к естественному неполяризованному свету. Однако не менее ценную информацию можно извлечь также Из феноменов, связанных с поглощением поляризованного света. [c.28] Согласно электромагнитной теории, световая волна состоит из электрических и магнитных векторных компонентов, которые находятся под прямыми углами друг к другу и к направлению распространения волны. Частота колебаний является частотой излучения. Свет, испускаемый природным источником или обычной лампой накаливания, неполяризован. Однако если его пропустить через поляризатор, то пройдет лищь свет с определенной ориентацией электрических и магнитных векторов. Пигмент, у которого хромофорные группы расположены беспорядочно, будет поглощать свет определенной длины волны независимо от того, поляризован свет или нет. Если же благодаря упорядоченной ориентации хромофоров в природной структуре имеет место асимметрия, то поглощение будет зависеть от плоскости поляризации луча света. Существуют две взаимно перпендикулярные плоскости поляризации, характеризующиеся соответственно максимальным и минимальным поглощением, для которых можно получить ди-хроичное отнощение. Этот феномен лежит в основе линейного дихроизма. Исследования с помощью линейного дихроизма оказались очень полезными при изучении ориентации пигментных хромофоров в упорядоченных биологических структурах, особенно в фотосинтетических пигмент-белковых комплексах. [c.28] Вернуться к основной статье