Флуоресценция внутреннее тушение

Скорости реакций (14), (15) и (16) соответственно записываются в виде [X ], [X ] и [X ] [( ], где буквой К с различными индексами обозначены постоянные соответственно для процесса флуоресценции, внутреннего тушения и тушения растворителем [c.123]

Введем обозначения [Y] и [Z] для мольных долей соответственно У и Z к kf, ki tt kt[ ] с соответствующими индексами для обозначения параметров скорости (выраженных в сек ) флуоресценции, внутреннего тушения и безызлучательного переноса энергии. Для простоты рассмотрения опустим дополнительные возможные процессы тушения, например концентрационное тушение растворенного вещества, внешнее тушение растворителя растворенным веществом, тушение примесями или кислородом, хотя эти процессы легко могут быть учтены при полном теоретическом рассмотрении процесса. [c.164]

При поглощении света молекула переходит из основного электронного состояния в возбужденное состояние. Поглотившая квант света Молекула либо переходит в основное состояние, излучая свет (флуоресценция), либо совершает такой переход без излучения (безызлучательный переход, или внутреннее тушение), либо претерпевает химическую реакцию (внешнее тушение флуоресценции). Названные процессы можно представить схемой [c.64]

Выход флуоресценции (Ф ) молекул, способных к внутреннему вращению, в значительной степени зависит от вязкости и температуры среды. Это явление можно охарактеризовать как внутреннее тушение флуоресценции, обусловленное вращением части молекулы относительно ее остатка (отклоняющейся от плоской конформации в течение возбуждения). Для таких молекул изменение выхода флуоресценции можно выразить через время релаксации внутреннего вращения р [c.277]

Таким образом, в этой идеально простой схеме возбужденная молекула, образующаяся по реакции (8.1), может принимать участие в одном из трех следующих процессов эмиссии (8.2), внутреннем тушении (8.3) или внешнем тушении (8.4, 8.5 или 8.6). Предположим, что внешнее тушение протекает при простом бимолекулярном столкновении с Q. Данная схема была развита для объяснения простейших соотношений, наблюдаемых между концентрацией растворенного тушителя Р и интенсивностью флуоресценции (см. ниже, рис. 31 и 33). Эти соотношения будут рассмотрены в следующем разделе. [c.152]

Формула (5-32) приведена неточно, а физический смысл входящих в нее членов раскрыт неправильно. Важность формулы состоит в том, что она позволяет предсказать квантовый выход сенсибилизированной фосфоресценции, зная только выходы флуоресценции и фосфоресценции донора и акцептора по отдельности. Для ее вывода [23] можно использовать формулы (4-19) — (4-22), считая, что константы донора и акцептора равны нулю (т. е. что процессы внутреннего тушения разыгрываются только в триплетном состоянии). Тогда (для чистого раствора донора или акцептора) [c.133]

В недавно опубликованном обзоре [10] дана интерпретация явления флуоресценции в полимерных системах, а именно процессов внутреннего вращения флуоресцентных молекул, вращательной деполяризации флуоресценции и тушения флуоресценции в результате бимолекулярных процессов. Эта теория может быть рассмотрена в рамках внутреннего движения в полимерных системах. Флуоресцентная техника, применяемая для изучения поли- [c.170]

Было бы преждевременно считать, что предиссоциация служит единственной причиной появления диффузного спектра поглощения и исчезновения излучения. Наряду с внутренним тушением следует учитывать внешнее. Объем молекулы увеличивается с числом атомов, и как следствие увеличивается чувствительность ее возбужденного состояния к межмолекулярным столкновениям, особенно с молекулами того же рода. Наблюдение флуоресценции должно проводиться при повышенных давлениях (10—100 мм рт. ст.) вследствие слабости поглощения в области резких полос. Это определяет новые факторы, которые придают диффузный вид спектру поглощения и тушат излучение, а именно 1) увеличение уже имеющейся предиссоциации или ее появление (предиссоциация, индуцированная столкновениями) 2) переход поглощенной энергии в энергию термическую без разложения (дезактивация) [c.8]

Флуоресценция Фен практически не видна. Свечение Тир и Три существенно зависит от pH и полярности среды, от протонизации соседних групп. В нативных белках у для Тир значительно меньше приведенного напротив, у Для Три может оказаться увеличенным до 0,32. Денатурация мочевиной выравнивает эти значения квантовый выход первого остатка увеличивается, второго — уменьшается. Таким образом, для Тир и Три квантовые выходы конформационно чувствительны. Это объясняется зависимостью тушения люминесценции Тир и Три от окружения, в частности от того, гидрофобно оно или гидрофильно. Люминесценция остатков, переходящих при конформационных изменениях из внутренности глобулы на ее поверхность, легче тушится и посторонними тушителями. Исследование [c.324]

Этого недостатка лишены в значительной степени методы, основанные на измерении флуоресценции комплексов в растворах. При этом не должны образовываться смешанные комплексы, содержащие в молекуле несколько атомов р. 3. э., в которых гашение возможно вследствие дезактивации триплетного состояния ионом р. 3. э. с многочисленными часто расположенными уровнями. Кроме того, в растворах остается также некоторое тушение вследствие поглощения света посторонними ионами (внутреннее экранирование). [c.101]

Таким образом, для хорошо разрешенных переходов бимолекулярное тушение можно уменьшить до незначительной величины простым разбавлением раствора до тех пор, пока концентрации всех растворенных веществ не станут меньше 10" М. Конечно, не следует ожидать, что все вещества при концентрациях >10 3 М будут тушить флуоресценцию многие вещества не тушат ее даже при гораздо больших концентрациях. Растворенное вещество может снижать интенсивность флуоресценции и при меньших концентрациях, но уже в силу совсем иных причин, иапример из-за реакции с невозбужденными молекулами флуоресцирующего соединения или в результате эффекта внутреннего фильтра (см. раздел 111,3). Эти эффекты мы не будем называть тушением, понимая под последним только такие процессы, которые уменьшают действительную квантовую эффективность люминесценции. [c.80]

Геометрическое расположение пучка возбуждающего света и выбор направления наблюдения флуоресценции по отношению к образцу остаются одними из наиболее спорных пунктов при изготовлении спектрофлуориметров. Отчасти это обусловлено разными назначениями приборов в каждом конкретном случае, отчасти — различной чувствительностью используемых приборов, а также и тем, что многие путают понятия тушения и эффекта внутреннего фильтра. [c.210]

Важно помнить, что взаимодействие флуоресцирующей молекулы с данной средой может быть сложным. Например, присутствие среды может приводить к тому, что рассеяние внутренней энергии будет необратимым, но в то же время и более медленным. Более того, общее воздействие растворителя, окружающего флуоресцирующую молекулу. может вызывать тушение флуоресценции, однако специфическое воздействие в результате ассоциации некоторых групп среды с определенными группами флуоресцирующей молекулы может иметь защитный характер, т. е. стимулировать флуоресценцию, и так далее. [c.164]

Примером системы, в которой действует резонансный механизм передачи энергии [9], является донорно-акцепторная пара 1-хлорантрацен (ф = 0,05) и перилен (ф/ = 0,50). Если увеличивать отношение концентрации 1-хлорантрацена к концентрации периле-на, то выход флуоресценции 1-хлорантрацена уменьшается, а общий выход флуоресценции системы возрастает, хотя возбуждающий свет поглощается в основном 1-хлорантраценом. Из этого следует, что синглет 1-хлорантрацена тушится прежде, чем произойдет излучательный переход — флуоресценция, и что перенос возбуждения на перилен оказывается сильнее, чем внутренние процессы тушения, наличие которых по существу и обусловливает столь низкий выход флуоресценции 1-хлорантрацена. [c.124]

Тушение флуоресценции. Так называется явление уменьшения интенсивности флуоресценции (или фосфоресценции) вследствие специфического влияния состава раствора. Тушение, происходящее в результате сильного поглощения раствором падающего или испускаемого излучения, называется концентрационным тушением или эффектом внутреннего фильтра. Если же этот эффект вызван самим флуоресцирующим веществом, он называется самотушением примером служит отклонение от прямолинейной зависимости при повышении концентрации фенола (рис. 6-4). [c.155]

Некоторые вещества, особенно иодид-ионы в водных системах и бром-бензол в неводных, уменьшают интенсивность флуоресценции. Столкновения между молекулами тушащих веществ и возбужденной флуоресцирующей молекулой усиливают внутренние превращения в последней. Таким образом, если каждое столкновение приводит к тушению, то = с + 2 (Ф. где к и-, — скорость внутреннего превращения в отсутствие тушителя (т. е. внутреннее превращение, обусловленное стерическими факторами или влиянием растворителя) 2 — константа скорости двойных столкновений между тушителем и возбужденной молекулой я Q — концентрация тушителя. Комбинируя это выражение с уравнением ( -1), получаем уравнение Штерна — Фольмера для соотношения интенсивности флуоресценции в присутствии тушителя о) и без него (/о) [c.171]

Рассмотрим ароматические молекулы, распределенные в твердом растворителе при 77° К. Поглощение света переводит их в первое возбужденное синглетное состояние 8 (см. рис. 4-15). По-прежнему будем предполагать, что при этих длинах волн не происходит никаких фотохимических процессов и никакого бимолекулярного тушения (типа триплет-триплетного переноса энергии). Сначала молекула очень быстро приходит в колебательно-равновесное состояние — на нулевой колебательный уровень электронного состояния 81- Теперь электронно-возбужденная молекула 8[ имеет следующие пути дезактивации 1) флуоресценция ( [ —+ hvi) 2) безызлучательная внутренняя конверсия (ВК) на высокий колебательно-возбужденный уровень [c.237]

При измерении квантовых выходов флуоресценции относительно стандартного вещества необходимо избегать ошибок за счет эффектов внутреннего фильтра, немонохроматичности возбуждающего света, флуоресценции кювет, тушения кислородом и фоторазложения. Ошибку, обусловленную первым фактором, легко устранить, используя достаточно разбавленные растворы. Если возбуждающий свет не монохроматичен, то, поскольку сравниваемые вещества не всегда имеют одинаковую разницу в поглощении двух [c.69]

При измерении квантовых выходов флуоресценции относительно стандартного вещества возможны ошибки за счет эффектов внутреннего фильтра (реабсорбция), немонохроматичности возбуждающего света, флуоресценции кювет, тушения кислородом и фоторазложения. Ошибку, обусловленную первым фактором, легко устранить, используя достаточно разбавленные растворы. Для предотвращения немонохроматичности следует проверять чистоту возбуждающего света. Во избежание ошибки при измерении оптической плотности следует по возможности измерять оптическую плотность раствора пучком света того же спектрального состава, что и при возбуждении флуоресценции. Необходимо проводить дополнительные измерения для учета флуоресценции растворителя, стенок кюветы. Для этого при исследовании растворов необходимо измерить в тех же условиях спектр флуоресценции растворителя. Спектр, полученный при измерении флуоресценции растворителя, вычитается из спектра, полученного при измерении раствора, до его исправления. [c.160]

Перед флуоресценцией молекулы всегда спускаются на нулевой колебательный уровень низшего синглетно-возбужденного состояния. Поэтому спектр излучения является характеристикой вещества и не зависит от длины волны возбуждающего света. Средний интервал времени между возбуждением и излучением очень мал — порядка 10 сек. Однако некоторая доля возбужденных молекул (эта доля мала для сильно флуоресцирующих веществ) дезактивируется прежде, чем успевает излучить, либо по причине взаимодействия с растворителем, либо вследствие процессов внутреннего тушения внутри молекулы. Тушение растворителем и внутреннее тушение можно представить следующим соотношением [c.151]

Флуоресценцию тионина в кислом водном растворе изучали в тесной связи с исследованием его фотовосстановления [43]. Эта связь возникает вследствие того, что синглетно-возбужден-ное состояние Т, которое ответственно за флуоресценцию, может переходить в низшее возбужденное триплетное состояние поведение которого можно изучить флеш-методом. Это одна из форм внутреннего тушения. Таким образом, константа /с (стр. 151) представляет собой сумму двух величин, одна из которых (к ) относится к тушению растворителем, другая ( з) — к реакции Т т. [c.164]

Истинные, сплошные спектры поглош ения вызваны безусловно разложением молекул под действием света, и нельзя ожидать, что возбуждение в этой области приводит к флуоресценции изо-лироваиных молекул. Диффузный характер большинства полос обычно приписывают явлению предиссоциации, т. е. спонтанному разложению молекулы, переведенной в возбужденное состояние. Эта причина должна естественно приводить к внутреннему тушению молекулярной флуоресценции. [c.7]

Флуоресценция ограничена хелатами диамагнитных катионов со стабильными полностью заполненными электронными оболочками, так как в случае неполностью заполненных оболочек возможен перенос энергии ( внутреннее тушение ) вследствие колебания электронов [1676, 1677, 2075, 2430]. Однако из этого правила существуют исключения, например трис-(5-метил-1.10-фенатролин)рутений(П) [2282], для которого, вероятно, характерно слишком большое расстояние между заполненными и вакантными -орбиталями и поэтому быстрый обмен электронами невозможен. [c.154]

Поглощение излучения на синглет-триплетном переходе мало, поскольку он запрещен в такой же степени, как запрещена фосфоресценция на триплет-синглетном переходе. Следовательно, возбуждение верхнего фосфоресцирующего уровня непосредственно из основного является неэффективным, гораздо чаще фосфоресценция возникает в результате радиационного распада триплетных уровней, заселяемых безызлучательными переходами с синглетных уровней, возбуждаемых поглощением из основного состояния. Диаграмма последовательности событий показана на рис. 4.1. В результате поглощения заселяется уровень Si" после быстрой релаксации (по крайней мере в конденсированных средах) по колебательным уровням молекула оказывается на уровне Si°, где она может потерять энергию либо за счет излучения (фосфоресценции), либо в результате безызлучательного перехода на уровень T l — интеркомбинационной конверсии (IS ), либо в результате безызлучательного перехода на уровень — внутренней конверсии (1 ). Возможно, это может показаться странным, что ISG на уровень Ti , являющийся запрещенным по спину согласно правилам отбора для безызлучательных переходов, может эффективно конкурировать с разрешенной по спину флуоресценцией или внутренней конверсией на So " однако фосфоресценция наблюдается во многих случаях, когда можно предположить, что 1 5i 5o относительно неэффективна. Для полного понимания процессов фотохимии молекул необходимо знать эффективность (квантовый выход) всех процессов, происходящих в ней. Даже если возбужденные частицы не вступают в химические реакции, не подвержены процессам разложения или тушения, то необходимо уметь определять квантовый выход флуоресценции ((pf), фосфоресценции (фр), интеркомбинационной конверсии " So (fis ) и внутренней конверсии 51 5о(ф1с). Учитывая, что суммарная эффективность всех процессов равна единице, получим [c.84]

Колебательная релаксация Перенос энергии, тушение Фпуорес- ценция Замедленная флуоресценция Фосфорес- ценция Внутренняя конверсия Ингеркомби- национная конверсия [c.299]

Присутствие гидрофобных областей в структуре белков доказано экспериментально по данным растворимости углеводородов в растворах белков [283—286] и по интенсификации флуоресценции реагентов типа К—О—5 или А—О—5, связанных или сорбированных в этих областях. На большое значение флуоресценции при таких исследованиях впервые указывали Остер и Нишид-жима [287, 288]. Они подчеркивали, что молекула основания со свободно вращающейся группой хромофора начинает сильно флуоресцировать, если вращение заторможено вследствие адсорбции. Тушение флуоресценции вследствие теплого рассеяния энергии возбуждения за счет внутреннего вращения может быть уменьшено при фиксации планарной молекулы на биополимере. В последнее время подобное увеличение флуоресценции исследуется в связи с наличием в белках гидрофобных областей. Например, при адсорбции 1-анилино-8-нафталинсульфокислоты (АНС) на апомиоглобине и апогемоглобине, свободных от группы гема, флуоресценция группы претерпевает изменения добавление гема восстанавливает первоначальную флуоресценцию [289]. При адсорбции полоса флуоресценции 515 нм смещается в область 454 нм, а квантовый выход увеличивается в 200 раз, от 0,004 до 0,98. Вообще я — л возбужденные состояния я-электрон-ной системы стабилизуются по сравнению с основным состоянием за счет воздействия молекул растворителя в относительно большей степени, так что снятие этого эффекта интенсифицирует флуоресценцию и вызывает смещение в длинноволновую часть спектра. Опыты с модельными соединениями в растворителях с различными дипольными моментами свидетельствуют в пользу такого объяснения. Доказательством наличия в бычьем сыворо- [c.378]

Тущение включает и самотущение, т. е. процесс, в котором роль тущителя играет флуоресцирующее вещество. В умеренно разбавленных растворах (<10 М) переносом энергии и са-мотущением можно пренебречь. Константу скорости тущения посторонним веществом (йд) можно рассчитать, зная константу тушения Штерна — Фольмера [уравнение (75)] и время жизни флуоресценции в отсутствие данного тушителя (то). Способы определения остальных трех констант скорости будут рассмотрены в следующих разделах. Следует отметить, что константа скорости внутренней конверсии включает скорость тущения флуоресценции растворителем. Как мы увидим, это тушение может представлять собой фотохимическую реакцию или же такое взаимодействие, которое повышает скорость интеркомбинационной конверсии. [c.286]

Флуоресценция и внутренняя диссипация изменяются в равной мере с изменением скорости первичного фотопроцесса только в том случае, если фактор, обусловливающий это изменение, не влияет на константу скорости внутренней диссипации. Нет никакого основания полагать, что это справедливо для всех случаев. Априорная вероятность (константа скорости) внутренней конверсии может быть совершенно разной в комплексах X СЫ HZ, НХ СЫ Z, НХ hl HZ и X СЫ Z. Если один из фотостабильных комплексов, например НХ СЫ HZ, рассеивает энергию возбуждения более эффективно, чем светочувствительный комплекс X - hl HZ, то эффект тушения флуоресценции при накоплении этого светостабильного комплекса может перекрывать эффект, стимулирующий флуоресценцию в результате подавления первичного фотохимического процесса. Таким образом результат, в конечном счете, сведется к одновременному уменьшению выхода как флуоресценции, так и фотосинтеза другими словами, флуоресценция, освобожденная в данном случае от одного из двух конкурирующих с нею процессов — от первичного фотопроцесса, будет иметь дело со вторым, более сильным конкурентом, внутренней конверсией, и будет испытывать общее уменьшение. Способность к диссипации энергии у хлорофиллсодержащих комплексов может несколько различаться у разных видов и даже штаммов в противном случае выход флуоресценции должен был бы получаться точно одинаковым во всех растениях. Этим можно объяснить, почему ограничение в снабжении СОд (или полное голодание в отношении Og), повидимому, оказывает различное влияние на флуоресценцию листьев [58, 61], пурпурных бактерий [63] и диатомовых водорослей [67]. В первом случае голодание в отношении СО5, дает значительное [c.235]

Первичный фотохимический процесс может тормозиться не только недостатком реагентов, например Og или тиосульфата, которые необходимы для восстановления светочувствительного комплекса, но также путем наркотизации, которая препятствует контакту комплекса с реагирующими веществами. В этом случае можно ожидать также одновременного влияния и на вероятность внутреннего рассеяния, а именно в направлении его замедления. Поэтому наркотики усиливают, вероятно, флуоресценцию двояким образом путем предотвращения химического тушения первичным фотохимическим процессом и путем защитного действия того типа, который описан в гл. XXIII, т. е. посредством обволакивания возбужденных молекул и ослабления при этом всех тех взаимодействий с соседними молекулами, которые сопровождаются рассеянием энергии. [c.236]

В данной главе мы говорили только о тех изменениях флуоресценции хлорофилла, которые вызываются внутренними химическими превращениями, связанными с фотосинтезом. Связь между этими явлениями может быть выяснена только косвенным путем, при сравнении действия интенсивности освещения, температуры и ядов на выходы фотосинтеза и флуоресценции. Тушение флуоресценции хлорофилла in vitro может быть произведено непосредственно, путем прибавления определенных веществ, подвергающихся самоокислению, а также многих окислителей, в том числе и свободного кислорода (см. гл. ХХШ). Нет никаких данных о тушении флуоресценции хлорофилла in vivo аминами или другими соединениями, являющимися возможным субстра- [c.498]

Рентгеновский флуоресцентный анализ не требует разрушения образца и основан на анализе интенсивности линий рентгеновской флуоресценции. Схематично механизм происхождения рентгеновской флуоресценции показан на рис. 8. После эмиттирования фотоэлектрона, что составляет основу метода РФЭС, возможно два процесса тушения дырки на внутреннем электронном уровне в атоме через Оже-процесс и через рентгеновскую флуоресценцию. Очевидно, что Оже-процесс и рентгеновская флуоресценция являются связанными процессами и их суммарный выход должен состалять единицу. Анализ индивидуальных выходов в зависимости от по- [c.22]

Оказалось, что тушение многими посторонними примесями становится пренебрежимо малым в растворителях с больиюй вязкостью, так что в этих случаях действует механизм динамического тушения. С другой стороны, имеются данные о том, что самотушение в случае многих веществ обусловлено статическим механизмом, причем флуоресцирующие молекулы образуют в растворах димеры и полимеры, не способные к флуоресценции, по-видимому, из-за повышенной вероятности внутренней конверсии в полимере. Причина этой повышенной вероятности точно не известна. [c.530]

Медингер и Уилкинсон провели детальное исследование механизма тушения флуоресценции некоторых производных антрацена, включая количественные измерения концентрации триплетов с помощью импульсной спектроскопии. Они нашли, что для исследованных соединений сумма квантовых выходов флуоресценции и образования триплетов близка к единице [296]. Однако Лабхарт, используя иную методику, показал, что для 1,2-бензантрацена в гексане при комнатной температуре фх = 0,55 0,10 [297]. Поскольку в этих условиях (по определениям Эйгенмапа [299]) ф/ = 0,20 и не наблюдается фотохимических реакций, то примерно 25% молекул, возбужденных в первый синглет, очевидно, подвергаются безызлучательной внутренней конверсии в основное состояние iJj-->-So. [c.251]