Броуновское движение и поляризация

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]

Следовательно, поляризация определяется, с одной стороны, временем жизни возбужденного состояния т, а с другой — вязкостью и температурой раствора, объемом и формой молекул. Если среднее время вращательной релаксации молекул (т. е. среднее время поворота на 90°) равно или меньше т, то флуоресценция полностью деполяризована. Максимальная (предельная) поляризация имела бы место при полном отсутствии броуновского движения. [c.337]

Применение законов гидродинамики и теории броуновского движения к случаю сферической модели молекулы приводит к следующей формуле, связывающей степень поляризации Р флуоресценции с указанными выше параметрами [25, 26] [c.337]

Релаксация дипольной поляризации полимеров, так же как и другие виды релаксации внутренних параметров системы (магнитной поляризации, механических напряжений), обусловлена конкурирующим действием внешнего силового поля и броуновского движения макромолекул. Вид силового воздействия, электрическое поле определяет особенности релаксации дипольной поляризации. Тепловое движение роднит это явление с релаксационными процессами других видов. [c.34]

Многие другие факторы могут увеличивать степень деполяризации наиболее важными с точки зрения биохимии являются два из них I) движение поглощающей группы и 2) перенос энергии между одинаковыми хромофорами. Если излучающая группа вращается очень быстро (т. е. если имеет место броуновское движение), так, что происходит значительное изменение ориентаций за время жизни возбужденного состояния, поляризация будет понижаться дополнительно. Это важное явление, потому что па степень деполяризации такого типа влияют температура, вязкость растворителя, а также размер и форма молекулы, содержащей излучающую группу. Второй фактор — перенос энергии между идентичными хромофорами — обусловлен тем, что, хотя резонансный перенос энергии с наибольшей вероятностью происходит между молекулами, имеющими параллельные диполи, он происходит и в том случае, когда они не параллельны, приводя к деполяризации. Так как эффективность переноса энергии уменьшается с шестой степенью расстояния между донором и акцептором, этот тип деполяризации очень зависит от концентрации. [c.438]

Как видно из уравнения (стр. 98), ориентационная поляризация (Рр.) зависит от температуры ориентированию молекул, обладающих дипольным моментом, мешает броуновское и тепловое движение,— чем выше температура, тем меньше ориентационная поляризация. [c.100]

Теория вращательной деполяризации развита В. Л. Левши-П1,1м и Ф. Перреном [87]. Была получена формула, лозволяю-1цая находить поляризацию свечения неподвижного люминес-цирующего центра (в отсутствие броуновского движения). Эта формула учитывает внутримолекулярные перестройки при погло-п епии кванта света. Формула для среднего угла поворота приведена ранее. Окончательно степень поляризации можно определить по соотношению Левшина — Перрена [c.97]

Роль электроповерхностных неравновесных сил в различных процессах, вероятно, весьма значительна. Деформация двойного электрического слоя может происходить не только под действием внешнего электрического поля (этот случай -будет рассмотрен в разд. 5 настоящей главы), но и при действии конвективных потоков жидкой среды, гравитационного поля, поля центробежных сил, ультразвукового поля, механических вибраций, броуновского движения. В частности, выло обнаружено влияние электрического поля, возникающего при оседании мелких частиц, на скорость седиментации. В. Г. Левичем и-А.-Н. Фрумкиным было указано, что вблизи поверхности капли, движущейся в жидкой среде, может возникать электрическое поле диффузионного происхождения. Поляризация ионных слоев, наступающая вследствие деформации двойного электрического слоя, обусловливает проявление дальнодействующих сил притяжения между индуцированными диполями. Наконец, Штауф наблюдал образование периодических структур из непроводящих кол.иоидных частиц, находящихся в переменном электрическом поле. Некоторые из этих эффектов более подробно рассмотрены в гл. IX. [c.197]

Усиление броуновского движения приводит к уменьшению поляризации. Этот принцип используют во флуоресцентной поляризации, поскольку вращение меченого флуоресцирующего антигена уменьшается при связьгеании с антителом (рис. 7.9-14). Таким образом, при низкой концеитрации антигена в [c.590]

Ориентационная поляризация зависит от температуры, так как усиливающееся при повышении температуры броуновское движение препятствует ориентации диполей. Электронную поляризацию можно определить, исоользуя переменные поля вы- [c.49]

Если возбуждение флуоресценции происходит в диапазоне главной полосы поглощения и энергия не теряется в результате межмолекулярных взаимодействий, то степень поляризации флуоресценции зависит от броуновского движения. Маленькие молекулы в водной среде вращаются очень быстро и между поглощением и эмиссией равновероятно принимают любую ориентацию, что приводит к полной дешхпяризации сигнала эмиссии. Так, в водном растворе флуоресценция флуоресцеина практически неполяризова-на, однако при повышении вязкости раствора степень ее поляризации возрастает. , [c.141]

Во многих случаях свечение дискретных центров поляризовано. Впервые поляризованная люминесценция растворов была наблюдена Ф. Вейгертом [119] в свеченгти растворов крас1гтелей. С. И. Вави юв и автор показали [102], что явление тесно связано с вязкостью раствора. В растворах ярко люминесцирующих красителей, обладающих малой вязкостью, поляризация отсутствует. Это объясняется том, что за время возбуждённого состояния оси возбуждённых молекул успевают равномерно распределиться по всем направлениям. Использовав законы броуновского вращательного движения, автор [299] предложил метод определения длительности возбуждённых [c.63]

Кроме движений внутри молекулы, виртуальный вибратор может, однако, вращаться и вместе со всей молекулой в среде—растворителе. Эти вращения также очень сильно действуют на стеиень поляризации. У г о. л поворота люминесцентной молекулы за время возбуждённого состояния в растворителе определяется, с одной стороны, температурой и вязкостью растворителя, с другой—м о л е к у л я р и ы м объёмом и длительностью в о 3 б у ж д ё н и о 1 о состояния люминесцентного вещества. Теория, развитая автором [299], дала возмоншость путём применения законов броуновского вращательного дззижения определять из поляризационных даиных длительности возбуждённых состояний люминесцентных молекул. Вскоре подобную н<е теорию развил Ф. Перрен [395], получивший близкие результаты. [c.124]