Флуоресценция поляризованная

Флуоресценцию и фосфоресценцию целлофановых пленок, прокрашенных в водных растворах красителей, впервые исследовали Каутский и Хирш [37]. Оказалось, что молекулы, адсорбированные упорядоченными волокнами целлофана, частично ориентированы. Поэтому такие пленки обнаруживают дихроизм, т. е. пленки по-разному поглощают свет различной поляризации, и их флуоресценция поляризована даже при естественном возбуждении ( спонтанная поляризация, подробно исследованная Феофиловым [12, 13] и другими авторами [38]). [c.342]

Поляризация флуоресценции. Важной характеристикой фотолюминесценции является поляризация флуоресценции. Каждую молекулу можно рассматривать как колебательный контур — элементарный осциллятор, который способен поглощать и испускать излучение не только вполне определенной частоты, но и с определенной плоскостью колебания. Если на вещество падает поляризованный свет, то он преимущественно возбуждает те молекулы, в которых направление колебания осциллирующих диполей совпадает с направлением электрического вектора возбуждающего светового пучка. Поэтому несмотря на то что молекулы в растворе ориентированы хаотично, возбуждению подвергаются лишь те из них, которые обладают соответствующей ориентацией. Если.время жизни возбужденного состояния велико по сравнению со временем, необходимым для дезориентации молекул вследствие вращения, этот процесс дезориентации происходит еще до того, как появится заметная флуоресценция. Если же скорость вращательного движения мала по сравнению со временем жизни возбужденного состояния, то свет флуоресценции испускается до завершения дезориентации. При этом осцилляторы, ответственные за флуоресцентное излучение, ориентированы в той же плоскости, в которой они были ориентированы в момент поглощения, так что флуоресцентное излучение оказывается частично поляризованным. В очень вязких растворителях даже малые молекулы могут сохранять ориентацию за время испускания флуоресценции. Крупные молекулы, такие, как белки, сохраняют свою ориентацию в течение периода времени, который достаточно велик по сравнению со временем испускания флуоресценции, поэтому их флуоресценция частично поляризована. Степень поляризации флуоресценции определяется по формуле [c.56]

Рамановское испускание растворителя (комбинационное рассеяние). При комбинационном рассеянии света длина волны отличается от длины волны возбуждающего света. Это происходит потому, что при рассеянии света часть энергии пучка может перейти в энергию колебаний или, если облучаемая молекула находится в колебательно-возбужденном состоянии, то она может отдать колебательную энергию фотону. Идентифицировать полосы комбинационного рассеяния нетрудно, поскольку при изменении длины волны возбуждающего света они всегда сдвинуты на одно и то же расстояние (в шкале волновых чисел) от линии возбуждения. Для уменьшения рамановского рассеяния используют отсекающие фильтры или на пути пучка флуоресценции помешают поляризатор, что уменьшает интенсивность рамановских полос, поскольку рамановское испускание-достаточно поляризовано. [c.73]

Если две различные молекулы расположены достаточно близко, они могут влиять на флуоресценцию друг друга. Одна из них, например, может поглощать излучение флуоресценции другой, свидетельствуя о довольно эффективной миграции энергии от одной молекулы к другой при облучении молекулярного комплекса. Такое взаимодействие может происходить между ароматическими аминокислотами, в ферментах и флуоресцирующих коферментах. Следовательно, можно определять и расстояние между этими молекулами. Кроме того, излучаемый отдельными молекулами данного вещества поток энергии определенным образом ориентирован по отношению к излучающей молекуле. Поэтому флуоресценция твердых тел сильно поляризована. В жидких невязких растворителях поляризация флуоресценции небольших молекул обычно мала, так как вследствие броуновского движения молекулы быстро меняют свое положение. Однако у больших молекул, таких, как белки, даже в жидких растворителях наблюдается менее интенсивное броуновское движение за время жизни возбужденного состояния они мало меняют свое положение, и поэтому их флуоресценция сильно поляризована. У флуоресцирующих групп, находящихся внутри белковой молекулы или соединенных с белком в виде комплексов фермент — кофермент или фермент — субстрат, также обнаруживается поляризация флуоресценции. Степень поляризации флуоресценции таких комплексов и влияние на нее различных факторов дают информацию о механизме действия фермента. Все это представляет ценность для анализа не только собственно ферментов, но и вообще всех белков. [c.178]

Адсорбционные индикаторы представляют собой специальный тип индикаторов для титрования методом осаждения. Это — органические вещества, ионы которых адсорбируются на осадке в зависимости от заряда на поверхности его решетки. Адсорбированный индикатор поляризуется в результате взаимодействия поверхностного заряда осадка и электронной системы индикатора. Возникающее при этом смещение электронных энергетических уровней в большей или меньшей степени изменяет спектр поглощения индикатора или может приводить к тушению флуоресценции. Установлено, что некоторые индикаторы образуют соединения с ионами осадка. Действие большинства адсорбционных индикаторов зависит только от поляризационных эффектов, возникающих после соосаждения (адсорбции). Известно, однако, небольшое число окислительно-восстановительных и комплексонометрических индикаторов, которые изменяют окраску в результате адсорбции одного из своих собственных ионов на осадке, так как локальная концентрация этого иона на поверхности осадка оказывается значительно большей, чем в растворе, и, таким образом, изменение окислительно-восстановительного потенциала или значения рМ, как это может иметь место в данном случае, будет достаточным для начала реакции индикатора. [c.341]

Поляризованная люминесценция в растворах может наблюдаться при возбуждении не только поляризованным, но и естественным светом. Наибольшая поляризация имеет место, если наблюдение ведется в направлении, перпендикулярном к направлению возбуждающего пучка света. Флуоресценция в этом случае частично поляризована в направлении, перпендикулярном к возбуждающему пучку, так как в этом случае наблюдаемая флуоресценция преимущественно возбуждается компонентой электрического вектора возбуждающего света, которая перпендикулярна к направлению наблюдения. [c.333]

Если оси молекул не параллельны оси 0Z, а наклонены к ней под углом у, то поглощение возбуждающего света будет понижено в os Y раз. Испускаемая флуоресценция и в этом случае будет поляризована, однако, вообще говоря, плоскость колебаний уже не будет вертикальной (т. е. не будет плоскостью ZOY). Например, если оси молекул параллельны линии ОР (т. е. [c.60]

В общем случае исследуют люминесценцию таких растворов (жидких или твердых), в которых молекулы растворенного вещества распределены равномерно и ориентированы беспорядочно, случайно. Ниже мы рассмотрим влияние случайной ориентации на степень поляризации флуоресценции, наблюдаемой под прямыми углами к пучку возбуждающего света. Для простоты рассмотрим сначала такое вещество, у которого направления переходных моментов для поглощения и для испускания одинаковы. [В первом приближении это отвечает случаю возбуждения типа 51- -5о и испусканию типа 5]-)-5о (см., однако, раздел I, Г, 5) в условиях, когда отсутствует деполяризация (т. е. в разбавленных твердых растворах см. разделы I, Г, 5 и I, Г, 6).] Поляризацию в отсутствие деполяризации называют предельной поляриза- [c.60]

То, что поляризация может быть отрицательной величиной, т. е. что флуоресценция может быть частично поляризована [c.62]

Метод выделения рэлеевской части из полного рассеяния при наличии флуоресценции изложен в работе [98]. Он основан на том, что флуоресценция дает неполяризованное излучение, тогда как рэлеевское рассеяние, напротив, практически нацело поляризовано. В некоторых случаях флуоресценцию можно устранить, выполняя измерения при большей длине световой волны. [c.269]

Если молекулы растворенного вещества возбуждаются на низший возбужденный синглетный уровень, то моменты перехода поглощения и флуоресценции совпадают. Флуоресценция наблюдается вдоль оси, перпендикулярной направлению облучения, и ее осциллирующее электрическое поле поляризовано преимущественно параллельно направлению поляризации возбуждающего света, (рис. 6). С другой стороны, если молекулы возбуждаются в более высокие синглетные состояния с моментом перехода, перпендикулярным моменту перехода на низший возбужденный уровень, то флуоресценция имеет преимущественно перпендикулярную поляризацию к поляризации поглощаемого света. [c.1831]

Спектр испускания флуоресцирующей молекулы обычно наблюдается иод прямым углом к направлению возбуждающего светового пучка. Испускаемый свет частично поляризуется до степени, которая зависит от ряда факторов. Если флуоресцирующие макромолекулы растворяются в настолько вязкой среде, что деполяризация флуоресценции в результате вращения молекулы во время жизни возбужденного соединения (стр. 251) становится незначительной, то поляризация отражает относительную ориентацию моментов перехода, связанных с поглощением и испусканием света. Если возбуждение молекулы может быть осуще- [c.189]

Молекулы люминесцирующих веществ оптически анизотропны, поэтому люминесцентное излучение каждой молекулы частично поляризовано. Если анизотропные молекулы ориентированы хаотично, то вещество в целом становится изотропным, а его люминесценция — неполяризованной. При возбуждении вещества линейно-поляризованным светом его поглощение осуществляется молекулами, у которых поглощающий осциллятор параллелен электрическому вектору падающего света. Поэтому поглощение полностью отсутствует у молекул, поглощающий осциллятор которых перпендикулярен электрическому вектору возбуждающего света. В этом случае измеряют поляризационные спектры флуоресценции — зависимость степени поляризации флуоресценции объекта от длины волны возбуждающего света (поляризационные спектры по поглощению) или длины волны регистрации при фиксированной длине волны возбуждения (поляризационные спектры по испусканию). [c.211]

Если возбуждающий свет поляризован, то обычно наблюдается, что флуоресценция либо только частично поляризована, либо полностью не поляризована. Причина потери поляризации объясняется дальше будет показано, что величина изменения поляризации дает информацию о физическом состоянии излучающей группы. [c.438]

Пример 15-П. Структура комплекса ДНК —флуоресцирующий хромофор пример определения ориентации красителя по поляризации флуоресценции. Флуоресцирующий хромофор акридиновый оранжевый прочно связывается с ДНК. Так как он является эффективным мутагеном, структура такого комплекса представляет некоторый интерес. Будучи связанным с ДНК, акридиновый оранжевый не подвергается некоторым свойственным ему химическим реакциям (например, реакции диазотирования), на основании чего можно предположить, что он каким-то образом располагается внутри двойной спирали ДНК. Будучи связанным с ДНК, акридиновый оранжевый флуоресцирует не только при возбуждении в области своей собственной полосы поглощения, но также при возбуждении светом, поглощаемым только основаниями ДНК, что указывает на перенос энергии от оснований. Квантовый выход при этом переносе энергии очень велик, так что акридиновый оранжевый (имеющий плоскую структуру) должен находиться очень близко от оснований. Известно направление плоскости поляризации флуоресценции акридинового оранжевого относительно плоскости его колец и длинной оси, так что, если бы систему лишить подвижности, можно было бы, измеряя плоскость поляризации флуоресценции по отношению к молекулам ДНК (используя свет, поглощенный акридиновым оранжевым, а не основаниями), определить ориентацию молекул акридинового оранжевого относительно ДНК. Флуоресценция акридинового оранжевого сильно поляризована, что указывает на значительное уменьшение подвижности. Если бы он в результате связывания не имел возможности перемещаться относительно спирали ДНК, следовало бы ожидать такую низкую подвижность, поскольку ДНК настолько сильно вытянута, что имеет очень низкий коэффициент диффузии. Недоступность диазотиро- [c.442]

Для вычисления квантового выхода наблюдаемую интенсивность надо перевести в число квантов. Для этого требуется знать спектральное распределение света и спектральную чувствительность приемника. Боуэн и Соу-телл [58] описали метод, не имеющий этих недостатков. Кусок уранового стекла или иной флуоресцирующий экран, помещенный перед фотоумножителем, преобразует падающий свет с одной и той же постоянной эффективностью независимо от длины волны в их собственные полосы флуоресценции. Свет, который попадает на приемник, имеет при этом всегда одно и то же спектральное распределение, будь то свет от исследуемого образца или от стандартного образца, используемого для сравнения. Таким образом, отношение наблюдаемых интенсивностей дает прямое отношение квантовых выходов. Этот метод применим только в случае длин волн, лежащих в пределах полосы поглощения счетчика квантов, т. е. обычно в голубой и ближней ультрафиолетовой областях. Однако его можно было бы распространить на случай более длинноволнового излучения, если использовать такие вещества, как рубрен, который дает высокий выход флуоресценции и сильно поглощает в зелено-голубой области спектра. В качестве такого счетчика квантов удобен родамин В, флуоресцирующий в красной области спектра. Если флуоресценция поляризована, то ее угловое распределение неоднородно. В подобных случаях измерения при неизменном заданном угле приводят к ошибкам. Чтобы устранить эти ошибки, надо собрать весь испускаемый свет с помощью интегрирующей сферы, покрытой окисью магния. Образец или стандарт помещают в центр сферы, освещают через одно небольшое отверстие, а измерения проводят с помощью приемника, помещаемого у другого отверстия [93]. [c.92]

Большие молекулы и при эмиссии частично сохраняют ту же молекулярную о жентацию, которую они имели при поглощении света, поэтому их флуоресценция поляризована. Если такие молекулы ассоциированы в молекулярный комплекс, то степень поляризации флуоресценции возрастает. Так как в поляризации флуоресценции важную роль играют размер и форма молекул, то это явление особенно полезно при контроле реакций антиген-антитело. Как показано на рис. 10.1, когда маленькая молекула антигена, меченного флуоресцентной меткой, образует комплекс с большой молекулой антитела, то вращение флуоресцентной метки замедляется и поляризация флуоресценции возрастает. [c.141]

Микросреда поверхностного слоя обнаруживает также сильно пониженную полярность по сравнению с водой. На это указывают, в частности, результаты сравнения УФ- и видимых спектров поглощения или спектров флуоресценции ароматических соединений в воде, в органическом растворителе и при солюбилизации их в поверхностном слое белковой глобулы [23, 24]. Полярность среды, окружающей молекулу Ы-арилсульфоната в комплексе с белком, близка й значению, характеризующему этанол (Z = 80 для воды Z = 95) (табл. 4). В тех участках ферментной глобулы, где непосредственно происходит гидрофобное взаимодействие аполярных аминокислотных остатков поли-пептидной цепи, полярность микросреды должна быть еще более низкой. С другой стороны, в рядом расположенных областях поверхност- ного слоя следует ожидать высокую локальную концентрацию диполей пептидных связей. Это (даже в отсутствие полярных и заряженных боковых групп) может привести к образованию участков высокополярной и поляризующей мик- 57 росреды (где напряженность поля достигает значений 10— [c.21]

Рис. 7.9-14. Принцип иммунного анализа по поляриза цнн флуоресценции. Связывание антитела с антигеном, мечег1ым флуорофором, увеличивает поляризацию флуоресценции.

Максимумы полос флуоресценции М-центров находятся у КС1 и Na l соответственно при 1,08 и 1,07, а R-центров — при 1,24р. и 1,18р.. Полосы свечения, обусловленные Ri и Ra центрами, не разрешаются в спектрах флуоресценции, но в спектрах возбуждения этой флуоресценции наблюдаются, помимо F-и М-полос, две четко разделенные полосы, соответствующие полосам поглощения Rl и Ra-ueHTpoB. В отличие от флуоресценции УИ-и R-цент-ров излучение F-центров не поляризовано, что находится в согласии с принятыми моделями для этих центров. [c.69]

Исследование квазилинейчатых спектров поглощения и флуоресценции 4-галоген-[65], 4-алкокси-, 4-карбокси- и 4,4 -диметоксиза-мещенных стильбена [66] показывает, что электронно-колебательные состояния этих соединений близки к состояниям стильбена. Тем не менее заместители в пара-положении к этиленовой группи- ровке, независимо от их электронной природы, нарушает равномерное распределение электронной плотности в симметрично построенной молекуле стильбена. Вследствие этого молекулы монозамещенных стильбена поляризованы уже в основном состоянии. В их спектрах поглощения и флуоресценции при комнатной температуре наблюдается батохромный эффект, возрастающий по мере усиления электро- -нодонорного или электроноакцепторного влияния заместителей. [c.49]

Деполяризация флуоресценции. В очень упрощенном виде флуоресценцию можно определить как испускание света веществом после поглощения излучения определенной длины волны. Испускание света при флуоресценции происходит примерно через 10 сек после поглощения. Если свет, возбуждающий флуоресценцию, поляризован, то флуоресцентное излучение также будет поляризовано при условии, что возбужденные молекулы за то время, что они находятся в возбужденном состоянии, не успеют повернуться вследствие броуновского движения на сколько-нибудь значительный угол. В противном случае флуоресцентное излучение оказывается в той или иной степени депо-ляризованны.м. Степень деполяризации зависит от времени ре-лаксации и, следовательно, как уже указывалось, от размеров и формы молекул. Небольшие молекулы всегда успевают много раз изменить свою ориентацию за время возбужденного состояния, и поэтому флуоресценция оказывается полностью деполяризованной. Для исследования макромолекул, не флуоресцирующих в естественном состоянии, их связывают с молекулами какого-либо флуоресцирующего красителя. [c.181]

Существование переноса энергии второго типа было показано в экспериментах по измерению поляризации флуоресценции растворов красителей при этом оказалось, что энергия возбуждения может передаваться на расстоянии порядка 50 А, что значительно превышает диаметр соударения. Если разбавленный раствор флуоресцирующего красителя в сильно вязкой среде освещают поляризованным светом, то испускаемая флуоресценция сильно поляризована (см. раздел I, Г, 4). Однако при увеличении концентрации степень поляризации флуоресценции резко падает [93, 94] например, при концентрации флуоресцеина порядка Ю З М она составляет половину максимального значения [67]. Эту концентрационную деполяризацию можно объяснить только тем, что излучателями флуоресценции становятся молекулы, отличающиеся от первично возбужденных. Эффект не удалось объяснить тривиальным механизмом испускания и реабсорбции. Перрен [95, 96] предположил, что перенос энергии может происходить в результате прямого электродинамического взаимодействия между возбужденной и невозбужденной молекулами, которые рассматриваются как высокочастотные осцилляторы. Количественная теория переноса этого типа была развита Фёрстером [97, 98] . В общем виде процесс можно записать следующей формулой [c.85]

Адзуми и Мак-Глинн [64] описали другие методы корректировки. Один из этих методов основан на том, что при довольно малой вязкости растворителя и большом времени испускания наблюдается полная вращательная деполяризация. Они измерили кажущуюся поляризацию флуоресценции 10 М раствора фенантрена в метилциклогексане и нашли, что Рц и / х меняются с изменением длины волны как монохроматора возбуждения, так и монохроматора люминесценции. Однако при постоянной длине волны монохроматора люминесценции отношение Яц/Я остается постоянным по всему спектру возбуждения. Они сделали вывод, что в действительности флуоресценция была не-поляризована и что изменение / ц и / х вызвано прибором. В этом случае отношение Я /Р равно требуемой величине Т. [c.283]

Спектры поглощения натрийуранилацетатов также совершенно не поляризованы, как это следует ожидать для кристаллов кубической сингонии. Флуоресцентная серия слабая, с узкими синглетными линиями. В спектре, по-видимому, присутствует частота Ха- В спектре аммонийной соли резонансная линия представляет собой узкий дублет. Флуоресцентная серия дискретна, а линии магнитной серии очень широки. В связи с этим эффект Зеемана наблюдать не удается. С другой стороны, Самойлов (1948) обнаружил, что флуоресценция монокристалла ЫаиОгАсз при температуре жидкого воздуха поляризована по кругу. У кристаллических порошков поляризация исчезает. Автор объяснил это взаимной компенсацией /- и -кристаллов. Линии флуоресценции безводного уранилацетата показывают линейную (или очень узкую эллиптическую) поляризацию. [c.72]

Эфрайм и Мезенер (1933) пытались выяснить, применимо ли к урану правило, открытое Эфраймом для спектров редкоземельных элементов, заключающееся в том, что с увеличением поляризующего действия аниона полосы, катионов смещаются в область более коротких волн. Они отметили, что данные Никольса и Хауса действительно указывают на наличие смещения полос уранила в спектрах двойных солей в область более коротких волн с увеличением поляризующей способности иона щелочного металла. Особенно четко это смещение просматривается в спектрах флуоресценции. [c.90]

В 1924 г. Перреп [219] применил идею Франка о переносе электронной энергии в атомных системах для объяснения недавно открытого явления концентрационной деполяризации молекулярной флуоресценции [220]. Это явление наблюдалось при облучении раствора, содержащего флуоресцирующий краситель, поляризованным светом [221] (см. обзоры [1, 186, 94]). При малых концентрациях растворенного вещества получающаяся флуоресценция также была поляризована, но с повышением концентрации она становилась все более деполяризованной, даже в вязких растворах, свидетельствуя о том, что этот процесс происходит пе при столкновениях. Как было показано, этот эффект не связан с так называемым тривиальным [c.269]

Лучшим критерием монокристалличности служит, конечно, рентгенограмма. Однако для флуоресцирующих веществ существует еще одна возможность, которую не следует оставлять без внимания. Если флуоресценция происходит в видимой области, ее можно наблюдать через пластиковый поляроид. Так как флуоресцентное излучение обычно поляризовано, то при наблюдении флуоресценции через поляроидный фильтр и вращении кристалла относительно поляроида должно происходить частичное тушение. Это частичное тушение должно осуществляться на всей поверхности кристалла при одинаковом относительном положении кристалла и поляроида. В случае окрашенных кристаллов такая методика, конечно, может [c.18]

Когда флуоресцирующая группа, жестко присоединенная к молекуле глобулярного белка, возбуждается поляризованным светом, флуоресценция под прямым углом к плоскости поляризации падающего пучка будет поляризована до такой степени, которая зависит от расстояния, пройденного вращающейся молекулой за время жизни в возбужденном состоянии Те. При исследовании вращательной диффузии молекул глобулярных белков этот принцип впервые был использован Вебером [722]. Обзор работ в этой области был дан Вебером [723], а также Штейнером и Эдельхохом I486]. Если степень поляризации выразить через Р = (/ц — + [c.251]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология