Хлорофилл флуоресценция

Флуоресценцией называется излучение, которое наблюдается одновременно с поглощением света. Флуоресцентное излучение всегда имеет длину волны большую, чем поглощаемое излучение. Хорошо известный пример — флуоресценция хлорофилла в воде. Общепринятая теория эффекта [20, 46] основана на представлении [c.108]

Облучение хлоропластов вызывает легко измеряемую флуоресценцию хлорофилла а, в то время как хлорофилл Ь и другие формы хлорофилла, а также каротиноиды и прочие пигменты совершенно не флуоресцируют. Отсюда следует, что все они служат вспомогательными пиг- [c.43]

Ключом к объяснению этих наблюдений является то, что хлорофилл не только сильно поглощает свет в нескольких участках видимого спектра, но также обладает очень сильной красной флуоресценцией. [c.404]

Изложенные факты и другпе данные, в частности биохимическое разделение, доказывают, что в фотосинтезе участвуют две фотохимические системы ФС1 и ФСИ. В зеленых растениях ФСП содержит СЫ а с максимумами поглощения 670 п 680 нм, но не 695 нм. ФС1 содержит все три формы СЫ а. ФСП флуоресцирует сильно, ФС1 — слабо. Кванты, поглощенные хлорофиллом 670 и 680 нм, переносятся в ФС1 на СЫ а 695, и энергия их диссипирует, чем и объясняется низкий выход флуоресценции. ФСП содержит больше hl а 670, чем ФС1. Свет поглощается в обеих системах одновременно, но в разной степени. При Я > 650 нм в красных водорослях и при Я > 680 нм в зеленых водорослях система I получает избыточную, а система II недостаточную энергию — нарушается баланс, необходимый для совместной работы двух систем. Баланс этот улучшается при одновременном освещении более коротковолновым светом. Так объясняется эффект Эмерсона и красное падение .. [c.452]

Фотосинтез протекает при помощи пигментов зеленых листьев. Последние содержат два хлорофилла — а (голубовато-зеленый) и б (желтовато-зеленый) (см. главу Пиррол ) — и две группы каротиноидов — каротины (оранжевые) и ксантофиллы (желтые). Эта система пигментов находится в хлоропластах — частицах удлиненной формы, находящихся в клетках зеленых листьев. Установлено, что лучистая энергия, поглощенная одним пигментом, может быть передана другому пигменту хлоропласта. При облучении хлоропластов светом с длиной волны, поглощаемой исключительно хлорофиллом б, испускаемое излучение (за счет флуоресценции) содержит длины волн, характерные для хлорофилла а, в то время как флуоресценция хлорофилла б уменьшается. Остальные пигменты клетки могут передавать аналогичным образом поглощенную энергию хлорофиллу а. Тем самым расширяется спектральная область, потребляемая в фотосинтезе. Хлорофилл передает поглощенную лучистую энергию химической системе при помощи еще не выясненного механизма. [c.260]

Однако обнаружить и идентифицировать люминесцирующее вещество по свечению является нелегкой задачей. Сложность обусловливается прежде всего тем, что чаще всего спектры флуоресценции растворов органических веществ представляют собой размытые широкие полосы, и только сравнительно немногие соединения (например, хлорофилл, антрацен) обладают спектрами, состоящими из отдельных характерных полос. Информация, полученная из размытых бесструктурных спектров, невелика. Значительно большую информацию удается получить из спектров флуоресценции в парах, которые имеют определенную структуру, т. е. содер- [c.71]

Флуориметрия позволила повысить чувствительность определения содержания хлорофилла а в ацетоновом экстракте до 0,05 мкг/л [10]. Использование для возбуждения флуоресценции фитопланктона лазера на кристалле с мощностью в импульсе 1 МВт дало возможность обнаружить дистанционно с расстояния 30 м естественные концентрации хлорофилла а [7]. [c.177]

Нередко электронное возбуждение одного хромофора вызывает флуоресценцию другого хромофора, расположенного поблизости. Так, например, возбуждение молекул красителя, образующих монослой, приводит к флуоресценции слоя другого красителя, находящегося от первого на расстоянии 5 нм. Возбуждение остатков тирозина в белках может вызвать флуоресценцию триптофана, а возбуждение триптофана— флуоресценцию красителя, связанного с поверхностью молекулы белка, или флуоресценцию связанного кофермента [57]. Такого рода резонансный перенос энергии характерен для тех случаев, когда спектр флуоресценции одной молекулы перекрывается со спектром поглощения другой. При этом реального испускания и поглощения света не происходит, а имеет место безызлучательный перенос энергии. Резонансный перенос энергии имеет большое биологическое значение для фотосинтеза. Поскольку молекула с е = 3-10 при воздействии прямого солнечного света поглощает около 12 квантов света в секунду, моно-молекулярный слой хлорофилла будет поглощать всего 1 % общего числа квантов, падающих на поверхность листа [63]. По этой причине молекулы хлорофилла располагаются в виде многочисленных тонких слоев внутри хлоропластов. Однако непосредственно в реакционных центрах, где идут фотохимические процессы, находится лишь небольшое число специализированных молекул хлорофилла. Остальные молекулы поглощают свет и передают энергию в реакционный центр небольшими порциями. [c.31]

При окрашивании почвы раствором акридина оранжевого почвенные частицы в флуоресцентном микроскопе выглядят красными, а клетки микроорганизмов — зелеными. Метод дает возможность подсчитывать не только свободные клетки, но н клетки в микроколонии, адсорбированные на поверхности почвенных частиц и микроагрегатов, а также рассматривать вегетативные клетки, клетки в состоянии спор и частично дифференцировать живые и мертвые клетки. Водоросли и содержащие хлорофилл микроорганизмы рассматривают в флуоресцентном микроскопе без окрашивания почвенной суспензии, так как пигмент сам обладает интенсивной красной флуоресценцией. [c.162]

Энергия света, поглощенная хлорофиллом и другими пигментами, может запасаться, мигрировать от молекулы одного пигмента к молекуле другого и между тождественными молекулами, излучаться (флуоресценция и фосфоресценция) и рассеиваться, превращаясь в тепло. Во всех случаях первичный акт фотохимического процесса состоит в поглощении света. По-видимому, одна из функций вспомогательных пигментов состоит в снабжении энергией хлорофилла а. [c.451]

В высших растениях фотосинтез протекает наиболее эффективно при поглощении света хлорофиллом а. Роль хлорофилла Ь, каротиноидов и других сопутствующих пигментов не вполне ясна. Хлорофилл а представляет собой единственный пигмент, общий для всех фотосинтезирующих организмов. Поэтому предполагают, что только хлорофилл а способен быть донором энергии непосредственно для фотосинтетической реакции, а все другие пигменты передают поглощенную ими энергию хлорофиллу а. Эта гипотеза согласуется со спектром действия для фотосинтеза и с наблюдением, что сопутствующие пигменты могут сенсибилизировать флуоресценцию [c.258]

Среди наиболее распространенных органических соединений, к сожалению, преобладает цвет флуоресценции фиолетовый и синий, реже встречаемся с зеленым цветом флуоресценции красным светом светятся, как видно из таблиц, порфирины, хлорофилл и сравнительно немногие другие соединения. [c.61]

Рассмотрим процессы, происходящие при поглощении кванта света молекулой хлорофилла (рис. 73). В темноте молекула хлорофилла находится в стабильном невозбужденном состоянии, а ее электроны — на основном энергетическом уровне. Когда квант света попадает на молекулу хлорофилла, порция энергии этого кванта поглощается одним из электронов, который переходит на новый, более богатый энергией уровень, а молекула хлорофилла переходит при этом в возбужденное состояние. В зависимости от того, какова энергия поглощенного кванта, электрон может перейти на разные энергетические уровни квант синего света поднимает электрон на второй синглетный уровень, квант красного света — на первый. Время жизни молекулы хлорофилла в возбужденных синглетных состояниях очень коротко (на втором синглет-ном уровне — 10 —10 с, на первом — 10 -10 с), после чего молекула возвращается в исходное стабильное состояние. Возвращение молекулы в исходное состояние возможно разными путями, и энергия, поглощенная электроном, теряется им в виде тепла, флуоресценции или фосфоресценции. [c.277]

Яркая флуоресценция красного цвета характерна для растворов хлорофилла. По этой типичной флуоресценции легко обнаружить загрязнение хлорофиллом галеновых препаратов и тинктур. [c.304]

Флуоресценцию хлорофилла сильно тушат кислород, хиноны и различные другие вещества. Механизм точно не известен. Константы скорости тушения близки к 10 л-моль -сек и находятся в соответствии с величинами, рассчитанными для процессов, лимитируемых диффузией. Они приблизительно в 10 раз больше, чем константы скорости тушения триплетного состояния, установленные методом флеш-фотолиза (стр. 126). Аналогичное различие наблюдается для антрацена и большее — для тионина (см. ниже). Эти результаты интересны для изучения фотосинтеза. [c.164]

Ф. Перрен [18] впервые измерил поляризацию красной флуоресценции хлорофилла при возбуждении светом разных длин волп и определил углы между осциллятором излучения и различными осцилляторами поглощения. Поляризация, в частности, получилась положительной при всех длинах волн возбуждения. [c.345]

Применение флуориметрического метода к диагностике фитопланктона оказалось чрезвычайно плодотворным. Первые результаты по дистанционной лазерной флуориметрии фитопланктона с борта самолета были опубликованы в 1973 г. 71. Источником возбуждения служил лазер на красителях с ламповой накачкой, генерирующий излучение с длиной волны 590 нм. Эхо-сигнал выделяли интерференционным фильтром с центральной длиной волны Х = 685 нм и детектировали с помощью фотоэлектронного умножителя (ФЭУ). В последнее время за рубежом появились работы по дистанционному (с борта самолета) количественному определению хлорофилла а с использованием калибровки по комбинационному рассеянию воды. В работе [8] в качестве источника излучения использовали лазер на красителе с ламповой накачкой мощностью 200 кВт и генерацией на 470 нм. Эхо-сигналы КР воды (560 нм) и флуоресценции фитопланктона (685 нм) разделяли полупрозрачными фильтрами на соответствующие ФЭУ. В работе [9] использовали лазер Nd + AИГ с длиной волны генерации 532 нм и дифракционный спектрометр с приемником параллельного детектирования, включающим в себя сорок ФЭУ. Система проводит не только спектральные измерения, но и стратификацию распределения фитопланктона, [c.177]

Рис. 2 иллюстрирует метод внутреннего репера в условиях насыщения [12]. На рисунке представлены спектры эхо-сигнала содержащегося в морской воде фитопланктона с концентрацией хлорофилла а 2,9 мкг/л при возбуждении излучением с интенсивностями Р[ и р2 р1 р2 = 3). Определение параметра Ф, по существу, означает измерение отношения площадей под контурами спектральных полос флуоресценции и СКР воды. Измерив Ф и Фг, соответствующие интенсивностям р1 и р2, отнощение которых [c.178]

Отделившийся электрон может вернуться непосредственно к хлорофиллу, не участвуя в фотосинтетическом фосфорилировании и не изменяя своей энергии на отдельных стадиях этого процесса. Этот механизм приводит к флуоресценции, причем избыточная энергия электрона выделяется в виде света. [c.270]

Запасание и использование солнечного излучения зависит от наличия в растениях хлорофилла. На рис. 8.7 показана структурная формула наиболее широко распространенного хлорофилла о. Резонанс сопряженной системы приводит к оптическому поглощению в видимой области спектра на длинах волн, соответствующих максимальной солнечной интенсивности на уровне моря. В то же время свойственная порфнриновой структуре стабильность гарантирует, что поглощение излучения будет сопровождаться процессами переноса энергии или излучения, а не диссоциацией хлорофилла. Хлорофилл является особо эффективным сенсибилизатором благодаря способности поглощать энергию света и передавать ее от одной молекулы к другой до тех пор, пока не появятся условия, подходящие для сенсибилизируемой реакции. В органических растворах выход флуоресценции составляет примерно 0,3 (хотя в естественных условиях он значительно меньше), что является дополнительным свидетельством стабильности молекулы. [c.230]

Некоторые эффекты, описанные Ливингстоном [80], явно относятся к другому типу, который можно назвать псевдотушением. Здесь изменения флуоресценции связаны с химическими реакциями между невозбужденными молекулами хлорофилла и молекулами тушителя (или стимулирующего вещества). Наиболее поразительные результаты были получены с иодом. Если прибавить следы иода к раствору хлорофилла, флуоресценция начинает постепенно меняться для достижения определенного устойчивого состояния требуются минуты или даже часы. Это говорит о медленном химическом превращении хлорофилла в вещество, отличающееся от него по своей способности к флуоресценции. Вероятно, эта реакция является необратимым окислением может быть, ей предшествует промежуточное образование комплекса. Как уже указывалось в гл. XXI, в результате образуется вещество, подобное [c.198]

Эта же красная флуоресценция также наблюдается при освещении хлорофилла а в области его основной ко-ютковолновой полосы поглощения. [c.231]

Передача энергии от одних молекул светопоглощающих пигментов к другим происходит легко на расстояниях до 30 А, таким образом, например, совершается переход энергии от хлорофилла Ь к хлорофиллу а способ этого перехода пока остался еще неясным. После того как энергия возбуждения достигла молекулы хлорофилла а, требуется еще около 10" сек для того, чтобы эта молекула перешла в особое специально приспособленное для фотосинтеза состояние если, находясь в этом состоянии в течение 10 сек, молекула не совершит биохимического акта, подготовляющего цепь звеньев фотосинтеза, энергия выбрасывается в виде флуоресценции. [c.344]

Изучению прочности взаимодействия воды с хлорофиллом, выявлению места такого взаимодействия, выяснению влияния связанной воды на спектральные свойства пигмента посвящена работа [352]. Для рассмотрения этих вопросов авторы использовали спектры поглощения в инфракрасной и видимой областях, спектры флуоресценции. Качественно установлено, что связанная вода в хлорофилле а VL Ь имеет различную прочность. Место возможного взаимодействия хлорофилла а с водой — атомы кислорода циклопентанонного кольца. [c.139]

В работе [65] изучены экстракоординация кислород- и азотсодержащих лигандов на молекуле хлорофилла(а) в бензоле (табл. 5.3) методом флуоресценции. [c.268]

Флуоресценция MgXл(a) возрастает по мере добавления экстралиганда, если используется абсолютно сухой бензол. Из табл. 5.3 следует, что в бензоле хлорофилл(а) координируется даже с молекулами, имеющими я1с-связанную электронную пару (первые два лиганда). Молекулы со свободной парой электронов образуют весьма устойчивые комплексы, независимо от того, координируется атом кислорода или азота. Обращает на себя внимание очень высокое сродство к воде (Ку = 3 10 ) и стабилизация экстракомплекса длинными алкилами (С7, С ), что важно для процессов комплексообразования, протекающих в биосистемах. [c.268]

Из синглетного состояния хлорофилл может перейти снова в исходное состояние с испусканием кванта флуоресценции (hv ) или же после рассеяния части энергии в виде тепловой ( - ) может перейти в бирадикальное состояние 7J. Это состояние, как предполагается является активгшм в фотосинтезе. В отличие от S время его жизни велико, поэтому хлорофилл в состоянии 7 может вступать в самые разнообразные биохимические превращения. [c.736]

Спектр в ац. (и Л ) 648 (0,1), 590 (0,98), 574 (1,0) и 550 (0,64) в эф. (Ме-эфир), (и Л ) 666 (0,78), 590 (0,94), 570 (0,97), 525 (1) и 424 (7,6).. Раств-сгь р. МеОН, Hj l , пнр. Получ. путем кисл. обработки хлорофилла Получ. см. [Tetrahedron 27, 1447 (1971)]. Флуоресценция при 20°С (ац.) 717 и 652 вм [c.192]

Спектр в эф. (и е) 773 (697), 577 (530), 391,5, 358,5, 91,1 (9,1), 20,8 (2,7), 48,1 и 73,3 в МеОН (и е) 772 (685), 608, 365, 42,0 (8,6), 15,4 и 53,9. Раств-сть р. эф., ац., МеОН, бенз., пир. н.р. петр. эф. Обнаружен в пурпурных и коричневых фотосинтезирующих бактериях, не-которьгх зеленых серных бактериях. Фазовый тест желт. -> коричн. -> зеленый. H l-число 25. Флуоресценция в EtOH 805 нм. Более уст. в очищенном состоянии, чем в сырых экстрактах. Получ. см. [АВВ 53, 228 (1954) Ат. J. Bot. 41, 718 (1954)]. Феофорбид получ. кисл. обработкой хлорофилла нет сведений о распространенности в природе. [c.193]

Реакциям в пленках посвящено очень много работ, мы рассмотрели только немногие из них. Другими примерами таких реакций являются реакции полимеризации, например полимеризация альдегида стеариновой кислоты [154], фотохимические процессы и различные биологические реакции. К фотохимическим реакциям, в частности, относятся разложение монослоев стеариланилида светом длиной волны 240 нм [155], фотохимическое превращение пленок эргостерола в витамин D [156], различные фотохимические реакции монослоев белков [159], фоторазложение и тушение флуоресценции в моиослоях хлорофилла [144, 158]. В очень интересной работе Виттена [159] описано частичное уменьшение площади смешанных пленок трипальмитина и цис-тио-индигового красителя вследствие изомеризации последнего в транс-форму под действием ультрафиолетового излучения. Субмонослойные пленки ненасыщенных жирных кислот и их сложных эфиров на силикагеле подвергаются самоокислению со скоростью более низкой, чем скорость аналогичной реакции в гомогенном растворе (самоокисление сопровождается хемилюминесценцией) [159а]. [c.136]

Определение содержания флуоресцирующих молекул можно проводить с помощью метода внутреннего репера (см. наст. сб. с 168). Спектр эхо-сигнала природной воды, полученный при возбуждении излучения Явозб = 532 нм (см. рис. 1), является комбинацией трех основных полос линии СКР воды ( тах=651 нм), полосы флуоресценции хлорофилла а (Я а,( = 685 нм), полосы флуоресценции РОВ (А,,па =560-ь580 нм). Введем два параметра [c.177]

Существенным недостатком схемы регистрации типа бихроматор является невозможность вычитания пьедестала под полосами комбинационного рассеяния и флуоресценции (см. рис. 1). Это может приводить к ощутимым отличиям измеряемого параметра Фо от истинного Фо который связан прямой зависимостью с концентрацией основного пигмента фитопланктона — хлорофилла. Особенно сильным это отличие будет при низких концентрациях фитопланктона, высоких концентрациях растворенного органического вещества или их резких изменениях внутри одного полигона. Этот недостаток можно практически полностью устранить, перейдя от бихроматической схемы регистрации к четырехчастотной, добавив еще два канала — на длинах волн, лежащих в области 580—600 нм и 700—720 нм (см. рис. 1). По значениям сигналов в этих каналах можно провести линейную интерполяцию пьедестала под полосы КР воды и флуоресценции фитопланктона и осуществить его вычитание из сигналов на длинах волн 651 и 680 нм. Другой способ заключается в постоянном контроле панорамного спектра эхо-сигнала. Для этого был собран лазерный спектрометр для работы на пробах. [c.180]

Хемилюминесценция в реакциях катализированного распада перекисных соединений исследовалась более подробно. Свечение наблюдалось только при использовании хорошо люминесцирующих катализаторов. Кроме уже упоминавшихся, в качестве катализаторов использовались хлорофилл, комплексы магния, цинка и кадмия с тетрафенил порфирином, мезопорфин свинца и др. Было установлено, что спектр свечения совпадает со спектром флуоресценции катализатора, а его интенсивность зависит от природы катализатора, перекисного соединения и растворителя 16—9]. Визуальные наблюдения показали, что цвет свечения при барботировании воздуха совпадает с цветом свечения [c.172]

Поскольку хлорофиллы, каротиноиды и. фикобилины интенсивно окрашены, их определяют визуально. Малые концентрации хлорофиллов и их, производных определяют по красной флуоресценции в УФ-свете. 5,6-Моноэпоксикаротино иды дают зеленовато-синюю цветную реакцию со следами соляной кислоты. Элюированные пигменты переводят в чистые растворители и обычно идентифицируют спектроскопически. Относительно спектральных характеристик хлорофиллов, каротиноидов и фикобилинов см. работы [10, 9 и 40, 53] соответственно. [c.278]

Некоторые считают, что данная реакция неспецифична для крови, так как красную флуоресценцию имеют и другие вещества. Однако такое соображение неправильно оно. не учитывает хода флуоресцентной реакции в самом деле, флуоресценция вначале отсутствует и оран кево-красное свечение появляется только после добавлешая определенного реактива (серной кислоты) такая реакция строго специфична. У вещества, обладающего способностью светиться красным светом, люминесценция наблюдается без каких-либо дополнительных реакций. Синтетические красители при воздействии концентрированной серной кислотмг разрушаются. Соединения, родственные гемоглобину,— дыхательные ферменты, очень сильно распылены в растениях и не дают подобной реакции. Хлорофилл и его производные светятся в ультрафиолетовых лучах карминово-красным цветом, отличающимся от цвета свечения гематопорфирина. [c.328]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология