Дихроизм и его измерение

Измерение спектров дисперсии оптического вращения (ДОВ) и кругового дихроизма (КД) получило широкое распространение как метод конформационного анализа оптически активных соединений. Особенно методы ДОВ и КД используются в органической химии, биохимии, энзимологии и молекулярной биологии. Данными методами исследуются белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, стероиды, углеводы и полисахариды, вирусы, митохондрии, рибосомы, фармакологические средства, синтетические полимеры, координационные соединения, неорганические и редкоземельные комплексы, кристаллы, суопензии и пленки и т. п. и решаются следующие задачи 1) определение по эмпирическим пра вилам конформации и ее изменений под действием различных физико-химических воздействий 2) изучение механизма и кинетики химических реакций (особенно ферментативных) 3) получение стереохимических характеристик 4) измерение концентраций оптически активных веществ 5) определение спиральности макромолекул 6) получение электронных характеристик молекул 7) исследование влияния низких температур на конформацию соединений 8) влияние фазовых переходов типа твердое тело — жидкость — газ на изменение структуры. [c.32]

На рис. 15.14 показаны изменения показателя преломления (кривая дисперсии) и коэффициента поглощения (кривая поглощения) для оптически активного вещества, измеренные с лево- и правополяризованным светом. Разность показателей преломления для двух компонент называется круговым двулучепреломлением, а разность поглощений — круговым дихроизмом. Кривые для этих разностей даны в нижней части рис. 15.14. График кп от Х называют кривой дисперсии оптического вращения, а график Ае от X — спектром кругового дихроизма. Считается обычным, когда кривая дисперсии оптического вращения возрастает в направлении более коротких X, так как для кривой показателя преломления это обычная картина. Когда полоса поглощения вызывает эти эффекты (рис. 15.14), явление в целом называется эффектом Коттона. В противоположность обычной дисперсии сильная полоса поглощения мол ет либо влиять, либо не влиять на дисперсию оптического вращения слабая полоса поглощения сильно влияет на дисперсию оптического вращения. [c.485]

Для получ. кривых дисперсии оптич. вращения (ДОВ) и спектров кругового дихроизма (КД) использ. спектрополя-риметрия. Приборы для регистрации кривых ДОВ наз. спек-трополяриметрами, спектров КД — дихрографами. Они отличаются от поляриметров тем, что источник света в них сочетается с монохроматором, позволяющим проводить измерения в области длин волн 190—700 нм. В дихрографах имеется также устр-во для определения дихроичного поглощения. Приборы снабжены автоматич. фотоэлектрич. регистрирующим устр-вом. Существуют также приборы, с помощью к-рых можно получать как кривые ДОВ, так и спектры КД. [c.474]

В настоящее время эти проблемы решены различными способами. Повышены интенсивность источников излучения и чувствительность детекторов. По существу, эти части установок для кругового дихроизма могут быть одинаковыми с таковыми в спектро-поляриметрах для измерений дисперсии оптического вращения. В связи с тем, что неизвестно такое дихроичное вещество, для которого один из коэффициентов поглощения е или бг был бы очень мал, принципиальным является узел прибора для формирования лучей с круговой поляризацией. Для этого используется так называемая четвертьволновая пластинка. [c.197]

Одноосная ориентация молекул, вызывающая большую анизотропию свойств полимеров, используется для получения пленок с высокими прочностными характеристиками. Разрушающее напряжение при растяжений ориентированных полимерных пленок оказывается значительно выше в направлении ориентации, чем в перпендикулярном направлении [71]. Анизотропия оптических свойств ориентированных полимеров проявляется в том, что они имеют разные показатели преломления для света, поляризованного параллельно направлению ориентации и в перпендикулярном направлении (двойное лучепреломление), а также в различии коэффициентов поглощения для этих двух случаев (дихроизм). Измерение двойного лучепреломления оказывается чрезвычайно эффективным средством исследования ориентации и напряжений в полимерах. [c.57]

Содержание а-спиралей в растворенной молекуле оценивают по дисперсии оптического вращения и по круговому дихроизму. Измеренное таким образом количество а-спиралей хорошо согласуется с числом а-спиралей, полученным при анализе карты электронных плотностей кристалла. Маловероятно, чтобы значительные изменения конформации не сопровождались бы изменением числа спиралей в структуре белка, [c.61]

Проблема измерения кругового дихроизма, т. е. измерение Де = 8г—Ёг, состоит в том, что эксперимент проводится в области полосы поглощения, а отношение Де/е (е — коэффициент экстинкции)— очень малая величина. Для выполнения эксперимента необходимо формирование лучей с круговой поляризацией для заданной длины волны. [c.197]

Как видели ранее, сумма двух плоскополяризованных лучей с одинаковыми амплитудами и разностью фаз в л/2 дает луч с круговой поляризацией. Изменение знака р на —л/4 изменяет знак у амплитуды S y и, следовательно, направление круговой поляризации (рис. IX.4). Измерение поглощения при различных ориентациях падающего линейно поляризованного луча позволяет определять Аё, т. е. круговой дихроизм. [c.199]

Схема прибора для измерения кругового дихроизма показана на рис. IX.5. Источником света служит ксеноновая лампа высокого давления. Далее луч света проходит монохроматор и поляризатор. После формирования луча с круговой поляризацией в блоке четвертьволновой пластинки он пропускается через кювету с веществом. Поглощение регистрируется фотоумножителем и далее записывающей системой. Для каждого значения v (или X) в интервале от 185 до 600 нм получают //, h, la и, соответственно, е/. Er и Е или Ae(v) = E/(v)—Er(v) и е. Обычно измеряют Ae(v). При этом [c.200]

Чувствительность прибора для измерения кругового дихроизма должна быть значительно выше, чем обычного спектрофотометра, так как разности оптических плотностей очень малы (АЛ<С/4ср). Также высокие требования предъявляются к материалам кювет. Широко используется кварц, обработанный специальным термическим способом. Недопустимы механические напряжения кварцевых стекол. [c.200]

Однако практически более удобно изучение МКД (магнитный круговой дихроизм), которое заключается в измерении кривых [c.256]

Для измерения- дисперсии оптического вращения и кругового дихроизма используются кюветы следующих двух видов целиком закрытые кюветы и кюветы с завинчивающейся крышкой. Важно, чтобы кювета не деформировалась. Деформации можно обнаружить по отклонению от линейности базовой линии, когда кювета заполнена водой. Кюветы необходимо вставлять в прибор всегда только одной и гой же стороной по отношению к световому пучку. [c.194]

Рис. 35.7. Оптическая система для измерения дихроизма а ультрафиолетовой и видимой областях спектра.

ИЗМЕРЕНИЯ ДИХРОИЗМА В ИНФРАКРАСНОЙ ОБЛАСТИ [c.212]

Изменения конформации полипептидной цепи (а-спираль, /3-структура, статистический клубок) могут быть также определены с помощью инфракрасной спектроскопии. Характерные полосы амид I и амид II изменяют положение максимума в зависимости от конформации. Измерение дихроизма в инфракрасной области с помощью плоскополяризованного излучения дает возможность однозначно различить а-спираль и /3-структуру. [c.385]

Рассматривались также другие методы детектирования (спектроскопия комбинационного рассеяния, измерение радиоактивности в режиме реального времени, круговой дихроизм, коэффициенты преломления света, капиллярная вибрация). Их возможности для рутинного использования в настоящее время еще не определены. [c.40]

Ориентация структурных элементов полимеров при их деформации приводит к возникновению явления инфракрасного дихроизма (двойного лучепреломления), количественно характеризуемого отношением оптических плотностей полосы поглощения, измеренных при поляризации излучения вдоль и поперек выбранного направления в [c.366]

Некоторые аминокислоты можно анализировать, не подвергая белки гидролизу. Например, содержание триптофана можно определить с помощью метода магнитного кругового дихроизма [4], спектрофотометрическими измерениями восстановленного белка [c.259]

Важной отличительной чертой конформаций, стабилизированных кооперативными взаимодействиями, является то, что переход молекул в неупорядоченное состояние совершается достаточно резко независимо от того, чем он вызван изменением температуры, состава или ионной силы растворителя или другого фактора. Часто такой переход приближается к случаю все или ничего , т. е. сильно отличается от постепенного сдвига конформационного равновесия в малых молекулах. Подобные резкие переходы могут быть обнаружены путем измерения любого физического параметра полисахарида, который зависит от общей конформации его молекулы. Характерные сигмоидные кривые иллюстрируют конформационные переходы ксантана, за которым следили по изменениям вязкости, оптического вращения в монохроматическом свете, площади детектируемого сигнала в спектре ЯМР (рис. 26.4,3) или амплитуды кривой кругового дихроизма при соответствующей длине волны, а также другими методами. [c.294]

Спектры растворов или неориентированных пленок не дают информации о поляризации колебаний. Напротив, при исследовании белков или полипептидов в анизотропных средах (в ориентированных пленках и волокнах) с помощью поляризованного ИК-излучения поляризация колебаний наблюдается непосредственно. Измеряется инфракрасный дихроизм, характеризуемый отношением коэффициентов поглощения, измеренных для излучения с направлением электрического вектора световой волны, параллельным и перпендикулярным выделенному направлению. [c.165]

Измерение дихроизма позволяет определить направления колебаний и, тем самым, получить сведения о конформациях (вторичной структуре) белковых цепей. [c.332]

Рис. 5. Спектр а, со-бис (Л -пирролидинил) пентаметинцианина (II / 2 = (СЙ2)4) в метаноль-ном растворе (/) ив пленке из поливинилового спирта с электрическим вектором излучения параллельным (2) и перпендикулярным (5) к направлению растяжения (нижние кривые). Результирующий дихроизм, измеренный в пленке, выражается ОЯ = = ( (верхняя кривая), а сте-

Теоретически знаки оптического вращения и кругового дихроизма взаимосвязаны при Я>Ямакс невозможно одновременное существование неравенств И > г и е/<ег- Хромофор, для которого n < Дr при ЖХмакс, называется правовращающим, если П1>Пг при Х<Хмакс, то хромофор будет левовращающим. Правовращающему хромофору соответствует положительный эффект Коттона на кривой КД, а левовращающему — отрицательный эффект Коттона (рис. 21). Это определение было введено для отнесения веществ к тому или иному классу, когда измерения оптической активности проводили для одной длины волны о — линии натрия вещества с положительным вращением относили к правовращающим, с отрицательным вращением — к левовращающим. На спектрах ДОВ и КД в доступном интервале длин воли могут наблюдаться эффекты Коттона разного знака в различных областях спектра. Поэтому неправильно по одному произвольному эффекту Коттона относить вещества к тому или иному классу. [c.37]

Величина угла ф, выраженная в градусах, для 1М раствора оптически активного вещества при длине оптического пути 1 м называется молярной эллиптичностью [0]. Подсчет всех коэффициентов в уравнении (11.3) и приведение к нужной размерности дают следующую зависимость между величинами [0] и Де 0]=ЗЗОО Де. Применение молярной эллиптичности неудобно из-за того, что она измеряется в градусах, что часто приводит к путанице величин кругового дихроизма и оптического вращения, а кроме того, такие единицы измерения КД скрывают физическую сущность дихроичного поглощения. Величина же Де непосредственно связана с основным определением КД. [c.39]

Результаты измерений кругового дихроизма 69] были также использованы для расчета абсолютной конфигурации гронс-циклооктена 70] и дали совпадающий с рентгенографическим методом результат. В более старой работе [71] из данных ДОВ была выведена неверная конфигурация соединения (о конформации гранс-циклооктена и его гомологов с большим числом звеньев в цикле см. 72]). [c.458]

Легче интерпретировать дихроизм п—я -переходов карбонильных соединений. В данном случае имеется набор правил, известных как правила октанта, которые позволяют предсказывать знак и величину КД простых соединений [47]. Разработан также теоретический подход к анализу КД-спектров и спектров поглощения белков в высокоэнергетической УФ-обла-сти. В пределах регулярной р-струк-туры, а-спирали и кристаллических областей электронные переходы соседствующих друг с другом амидных групп могут быть связаны, в результате чего имеет место делокализация возбуждения. Такая делокализация (экситон) приводит к расщеплению (давыдовскому расщеплению) на два перехода с различающимися энергиями и направлением поляризации [7, 44]. Так, полоса поглощения амидной группы с тах = 52 600 см- в случае а-спирали расщепляется на две компоненты с Vmax=48 500 и 52 600 см . Кроме того, низкоэнергетические я—п - и п—я -переходы весьма близки по энергии, что может приводить к формированию состояния, представляющего смесь двух указанных состояний с появлением вращательной силы в я—я -полосе, знак которой противоположен знаку вращательной силы в п—я -полосе (см. работу [44]). И знак, и интенсивность КД-полос зависят от конформации соединения, что позволяет четко различать а-спирали, -структуры и статистический клубок. В водных растворах измерения проводят при длинах волн, простирающихся вплоть до вакуумного ультрафиолета, т. е. до волновых чисел - бООООсм [48]. [c.26]

Измерение кругового дихроизма оптически активного полимера предусматривает оценку разности между коэффициентами поглощения образца в право- и левовращаемом поляризованном свете. Для получения циркулярно-поляризованного света световой поток должен сначала быть плоскополяризованным, после чего его надлежит пропустить через приспособление, которое расщепляет его на право- и левовращаемые поляризованные компоненты. Это достигается путем торможения одной компоненты относительно другой точно на одну четверть длины волны. Известны два типа устройств для расщепления плоскополяризованного света на цир-кулярно-поляризованные компоненты [c.194]

Кроме того, для переходов в и Sj состояния 2-метилизоиндола и (1.179, а) на основе расчетов [550] предсказаны, а затем и экспериментально проверены направления поляризации поглощаемого света. Проверка заключалась в измерении спектров поглощения ориентированных молекул в поляризованном свете (спектры линейного дихроизма). Она подтвердила, что переходы Sg S2 поляризованы вдоль большей оси молекулы, тогда как переход So-> Si, который согласно расчетам должен быть поляризован вдоль короткой оси молекулы, на самом деле проявляет смешанную поляризацию, вызванную избыточной ко- [c.54]

Ряд фактов свидетельствует о конформационных переходах в лиембранах. Структурные изменения обнаруживаются при помощи флуоресцентных и парамагнитных меток, при измерении. двойного лучепреломления и рассеяния света, методом кругового дихроизма. В мембранах наблюдаются фазовые переходы — плавление липидов. Такой переход происходит вблизи О°С при нагревании мембран митохондрий и микросом от —40 °С. С помощью спин-меток в суспензии плазматических мембран, выделенных из фибробластов мыши, найдены температуры латерального разделения фаз в липидах. Для внешнего монослоя липидов такие переходы наблюдаются при 15 и 31 °С, для внутреннего — при 21 и 37 °С. [c.338]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология