Метод тушения фосфоресценции

По данным как Ирвинга, так и Бриггса, скорость фотосинтеза увеличивалась при чередовании периодов света и темноты. Это явление изучалось Смитом [277], который измерял выделение кислорода методом тушения фосфоресценции (гл. III, разд. В). Опыты проводились с листьями 9—11-дневных этиолированных проростков ячменя. В результате 10-минутного освещения (интенсивность света 2500 лк) в атмосфере водорода, не содержащей СО2, 85% образовавшегося в темноте [c.222]

Триптофан pH 7—8, метод тушения фосфоресценции 3,2-5,6 -10 [c.138]

Безызлучательные процессы 51 и 51->- Ту, рассмотренные выше, сравнительно не чувствительны к свойствам среды т. е. они, по-видимому, одинаково вероятны в газовой фазе, растворе и твердом стекле, что показано опытами по наблюдению спектров триплет-триплетного поглощения во всех трех состояниях [67, 137, 167, 169]. Положение, однако, изменяется, если мы рассматриваем процесс Ту 5о, который разрушает низшее триплетное состояние при безызлучательной интеркомбинационном переходе в основное состояние. В газовой фазе и в растворе этот процесс ведет к тушению фосфоресценции, разрушая триплетное состояние за время от 10- до 10- сек, так что только малая часть молекул продолжает существовать в том же состоянии достаточно долго (обычно несколько секунд для большинства незамещенных ароматических углеводородов) для того, чтобы мог произойти радиационный перенос энергии. Триплетное состояние может проявляться, несмотря на отсутствие фосфоресценции, и его время жизни может быть измерено импульсным методом по Г — Г-поглощению [168]. [c.103]

Эффективность и время затухания фосфоресценции. Фосфоресценция— это излучательный переход с триплетного уровня Т на синглетный 5о- Эффективность фосфоресценции в первую очередь определяется концентрацией триплетных молекул. Фосфоресценция наблюдается в основном в твердой фазе, когда процессы диффузионного тушения триплета замедлены. Эффективность образования триплетов фт — это число триплетных молекул, образующихся на один поглощенный квант возбуждающего света. В отсутствие фотохимических реакций или же интеркомбинационной конверсии из высших синглетных состояний скорость заселения нижнего возбужденного синглетного состояния равна скорости поглощения /п, а скорость образования триплетных молекул /пфт- По методу стационарных концентраций определяют выход триплетов [c.62]

НИИ зависимости кинетики интенсивности излучения (или квантового выхода) от концентрации излучающих и тушащих частиц. В этом разделе мы сначала ознакомимся с применением стационарных методов исследования тушения флуоресценции (или фосфоресценции), а затем дадим определение излучательного времени жизни люминесцирующего уровня, существенного при нестационарных условиях. [c.85]

Метод основан на измерении интенсивности излучения частиц, являющихся продуктами химической реакции, т.е. когда молекула, образовавшаяся в результате протекания химической реакции, находится в возбужденном электрон-но-колебательном состояти и в процессе релаксации излучает в определенном спектральном диапазоне. Иногда используется обратный процесс, когда аналитическим сигналом является тушение определяемыми частицами свечения (фосфоресценции) некоторых органических красителей. Существует два варианта хемилюминесцентного метода — пламенный и не пламенный. В первом случае регистрируется изменение свечения пламени при введении в него продуктов химической реакции, во втором — интенсивность излучения самих продуктов химической реакции. [c.921]

Ранее было замечено (стр. 121), что фосфоресценция, обусловленная триплет-синглетными переходами, обычно не наблюдается в жидких растворах, так как триплетное состояние имеет сравнительно большое естественное радиационное время жизни, и дезактивация в результате столкновений происходит чаш е, чем эмиссия. Оказалось возможным, однако, наблюдать фосфоресценцию эозина в глицерине или этаноле и измерить отношение ее интенсивности к интенсивности флуоресценции [44]. Это было сделано при помощи спектрофлуориметра и двух вращающихся секторов, один из которых служил для прерывания пучка возбуждающего света, другой — для прерывания пучка излученного света. Когда оба прерывателя находятся в одинаковой фазе, измеренная интенсивность обусловлена фосфоресценцией плюс флуоресценцией если они в разных фазах — то только фосфоресценцией. Это очень перспективный метод для определения скоростей перехода между триплетным и синглетным состояниями. По сравнению с флеш-методом он имеет то преимущество, что для облучения можно использовать монохроматический свет с различной частотой, кроме того, можно точно измерить квантовые выходы наконец, стационарная концентрация молекул в триплетном состоянии мала, и поэтому можно пренебречь триплет-триплетным тушением. С другой стороны, если естественное время жизни велико или тз шение сильно, эмиссия будет очень слабой [c.165]

Для определения относительного выхода свечения фосфоров при их возбуждении видимым светом С. И. Вавилов предложил метод тушения фосфоресценции, который был использован М. Н. Аленцевым для исследования зависимости выхода ZnS-фосфоров от длины волны возбуждающего света [12]. Метод состоит в следующем. Первоначально определяется отношение Ь энергетических яркостей поверхности фосфора, освещаемой возбуждающим светом, и поверхности, покрытой окисью магния [c.305]

Триплет-триплетный перенос энергии был открыт Терениным и Ермолаевым [675] при изучении сенсибилизированной фосфоресценции в твердых растворах при 77 К (например, для карбонильных соединений в качестве доноров и нафталина или его гало-генпроизводных в качестве акцепторов). Этот механизм подтвержден многими исследованиями [42, 676—679]. Важность такого переноса вытекает из относительно большого времени жизни триплетных молекул повышается вероятность передачи энергии при столкновении с акцептором. Перенос триплетного возбуждения может происходить с высокой эффективностью и в жидких растворах со скоростью контролируемой диффузией йтт = Ю л/(моль-с). Это было показано при исследовании сенсибилизации и тушения фосфоресценции диацетила с помощью импульсной спектроскопии [680—682], при изучении замедленной флуоресценции в результате триплет-триплетного переноса энергии с последующей триплет-триплетной аннигиляцией 4], а также при применении метода химической сенсибилизации [260, 261]. Таким образом, триплетное состояние органических молекул в растворе может образовываться без какого-либо промежуточного возбуждения этих молекул в синглетное состояние путем возбуждения сенсибилизатора. Необходимым условием является более высокая энергия триплетов донора по сравнению с энергией триплетов акцептора. Это условие справедливо также для внутримолекулярного трцплет-триплетного переноса энергии между хромофорами, разделенными цепочкой углеродных атомов [683, 684], а также для процессов, в которых передача энергии осуществляется от органического лиганда к ионам металлов [685, 686]. [c.460]

Времена жизни триплетных состояний ароматических углеводородов, включенных в пластик — полиметилметакрилат (ПММ), были определены как по затуханию фосфоресценции, так и по спаданию триплет-триплетного поглощения [72, 247]. Времена жизни оказались примерно в 2 раза меньше, чем в случае стекол из ЭПА. Кроме того, обнаружено, что за несколько месяцев проходит медленная диффузия атмосферного кислорода в пластик, приводящая к тушению фосфоресценции. Это дает возможный метод для измерения скорости диффузии кислорода в пластики [72, 248]. Аналогичные исследования с использованием различных пластических сред [248] показывают, что время жизни фосфоресценции зависит не только от локальной вязкости, но также и от специфических взаимодействий растворенного соединения с полимерной матрицей. Влияние связи молекул красителей с высшими полимерами на их флуоресцентные свойства рассмотрено Остером и Остер [249]. Эти авторы наблюдали также фосфоресценцию нафталина в ПММ при комнатной температуре, сенсибилизированную бензофе-ноном, и излучение фотодимера пирена в поликарбонате, исключив, таким образом, влияние диффузии. [c.143]

Из сказанного ясно, что цепь событий, ведущих к биологическому эффекту, начинается с образования синглетного возбужденного состояния красителя. Однако непосредственно участвуют в первичных фотохимических реакциях не синглетные, а триплетные возбужденные молекулы. Участие триплетного состояния красителя в фотосенсибилизированном окислении доказывается следующими опытами 1) по дезактивации триплетных и синглетных состояний различными тушителями, в которых показан параллелизм между тушением фосфоресценции и уменьшением квантового выхода фотоокисления ряда органических веществ 2) в которых выявлена способность акцепторов, уменьшающих заселенность триплетных уровней красителя за счет три-плет-триплетной миграции, снижать концентрацию радикалов, участвующих в реакции окисления 3) по идентификации триплетных состояний методом флеш-фотолиза при сенсибилизированном окислении яичного альбумина, аминокислот и других органических молекул, а также нуклеиновых кислот 4) где показана способность возбужденной свободно диффундирующей молекулы красителя инактивировать белок при столкновении с ним спустя время, за которое синглетное состояние полностью дезактивируется. Действительно, рост квантового выхода сенсибилизированной инакти- [c.340]

Мощность флуоресцентного и фосфоресцентного излучения, испускаемая пробой, является прямой функцией квантового выхода. Поэтому квантовый выход интересующего процесса люминесценции должен быть постоянным и воспроизводимым, если необходимо разработать успешный флуориметрический или фосфориметрический метод анализа. Когда квантовый выход значительно уменьшается, то говорят, что люминесценция затухает. К сожалению, многие посторонние вещества могут оказывать влияние на квантовый выход и тушить люминесценцию. В частности, тяжелые атомы или парамагнитные частицы сильно влияют на скорость интеркомбинационной конверсии, которая, в свою очередь, изменяет квантовый выход флуоресценции или фосфоресценции, тем самым приводя к погрешности в анализе. В фосфориметрии, конечно, желательно увеличить скорость интеркомбинационной конверсии, в то время как в флуориметрии — уменьшить. Поэтому, для того чтобы предотвратить тушение в большинстве флуориметрических методик, тяжелые атомы и парамагнитные частицы должны быть удалены из раствора пробы. Кислород, будучи парамагнитным, является особенно серьезной помехой, и его также удаляют, пропуская азот через анализируемые растворы. [c.660]

Константа скорости тушения невозбужденпыми молекулами ка часто мала, и скорость этого процесса можно снизить до пренебрежимо низких значений, если работать в достаточно разбавленных растворах. Некоторые триплетные молекулы быстро и необратимо реагируют с растворителем константа скорости этой реакции обычно доминирует, и, например, время жизни триплетного бензофенона в изопропиловом спирте при комнатной температуре меньше 10 с [107, 222]. Однако для некоторых триплетных молекул константой можно пренебречь. Рапние исследования таких нереакционноспособных триплетных молекул в жидких растворах методом импульсной абсорбционной спектроскопии дали значения времени жизни триплетных молекул порядка 10 с, причем было установлено, что они сильно зависят от вязкости. Во многих случаях эти выводы объясняются тем, что пренебрегали бимолекулярным триплет-триплетным тушением, константа скорости которого ка часто контролируется, диффузией при типичных для импульсных опытов концентрациях триплетов бимолекулярная реакция идет со скоростью, сравнимой с суммой скоростей процессов первого порядка или превышающей ее. Фосфоресценцию же или замедленную флуоресценцию в жидких растворах удается измерять при таких скоростях поглощения света, что бимолекулярным триплет-триплетным тушением можно пренебречь, что является явным преимуществом с точки зрения исследования мономолекулярных процессов исчезновения триплетов. При комнатной температуре брутто-константы скорости этих процессов [c.297]

Испускание замедленной флуоресценции многих красителей, адсорбированных на силикагеле, имеет время жизни, значительно превышающее 1 мс, и тушение молекулярным кислородом очень сильное. Так, в случае трипафлавина при давлении кислорода около 0,5-10 атм происходит 50%-ное тушение замедленной флуоресценции [415—417]. Полностью непотушенное испускание такой системы лучше всего получить откачиванием ее до высокого вакуума. Калибровка при таких низких концентрациях кислорода представляет некоторые трудности. Вместо интенсивности за меру содержания кислорода можно принять время жизни замедленной флуоресценции [см. уравнение (71)]. Этот метод применим и для замедленной флуоресценции или фосфоресценции в растворе, где время жизни находится в пределах 1—10 мс. [c.473]

Из всех экспериментальных фотолюминесцентных методов наиболее широко применяется измерение быстрой флуоресценции в жидком растворе при комнатной температуре. Этот метод является простым и быстрым, а имеющееся в настоящее время оборудование обеспечивает высокую эффективность и чувствительность во всех областях спектра. Если бы удалось создать источник света, дающий достаточно интенсивный непрерывный спектр ниже 250 нм, то в этой спектральной области можно было измерять спектры возбуждения очень разбавленных растворов. Определенные преимущества измерения флуоресценции и фосфоресценции при низкой температуре находят все более широкое признание, и в ближайшие годы область применения таких измерений должна расшириться. Долгоживущая люминесценция в жидком растворе пока еще применяется редко, и анализ следовых количеств по сенсибилизованной замедленной флуоресценции при концентрациях, которые низки, но достаточны для тушения долгоживущих триплетных молекул, имеет большие перспективы. Улучшение временного разрешения фосфориметра или усовершенствование другого простого оборудования для разрешения люминесценции с временем жизни 10 —10 с должно обеспечить дополнительные возможности, например, для использования аннигиляционной замедленной флуоресценции относительно короткоживущих триплетов. [c.476]

Растворы исследуемых соединений флуоресцируют при 293 К. Переход от неполярных растворителей (гексан, цикло-гексан, бензол) к полярным (спирты, диметилформамид) сопровождается батохромным сдвигом (5—30 нм) и размытием колебательной структуры полосы флуоресценции исследуемых соединений. При этом для соединений 1 —10 наблюдается увеличение квантовых выходов и времени жизни флуоресценции, а для 11, 12 — тушение флуоресценции. Понижение температуры до 77 К привадит к увеличению интенсивности флуоресценции и появлению долгоживущей фосфоресценции. В спектрах флуоресценции и фосфоресценции замороженных растворов исследуемых соединений проявляется с большой интенсивностью частота 1200—1400 см-К Измерены времена жизни производных 8-оксихинолина при 77 К. Высказаны предположения о механизме их люминесценции. Спектрофотометрическим и потенциометрическим методами изучены про-толитические равновесия в растворах 1 —12 при pH 1—14. Определены константы равновесий, области pH существования отдельных форм молекул соединений, Ятах и етах полос поглощения этих форм. [c.141]

Время жизни фосфоресценции может быть измерено либо при наблюдении зависимости интенсивности от времени [35, 154, либо прослеживанием исчезновения спектра триплет-триплетного поглощения [67]. В первом методе используются фотоумножитель и осциллограф, или быстродействующий гальванометр, или даже записывающее устройство с регистрацией на бумаге, если затухание проходит очень медленно. В случае более короткого времени жизни до области миллисекунд применяют фосфороскоп. Время жизни может быть вычислено при наблюдении изменения интенсивности в зависимости от скорости вращения, если известны угловое расстояние между прорезями и размеры прибора. С помощью фосфороскопа с цилиндром, приводимым в движение сжатым воздухом и вращающимся со скоростью 12 ООО об1мин, было измерено очень малое время жизни, составляющее 5-10 сек [73]. Мак-Клюр [136] использовал механический фосфороскоп для измерения времени жизни триплетного состояния ряда ароматических углеводородов и их производных в твердых растворителях. Регистрирующий спектрофотометр Кэри использован Крейгом и Россом [67] для изучения ослабления триплет-триплетного поглощения у ряда ароматических углеводородов в твердых стеклах при температуре жидкого азота. Измеренное таким образом время жизни хорошо согласуется со значением, полученным при измерениях фосфоресценции. Если использовать импульсные лампы, то данный метод можно применить для измерения времени жизни триплетного состояния в жидких растворах, где вследствие быстрого тушения из-за соударений фосфоресценция наблюдается редко [167]. Время жизни триплетного состояния определено также по скорости исчезновения спектра ЭПР [106, 197]. [c.90]