Флуоресценция анизотропия

При связывании данного красителя мембранами или белками в определенной мере изменяются все параметры поглощения и флуоресценции, так как зонд оказывается в среде менее полярной и менее текучей, чем водный раствор. При взаимодействии АНС с различными мембранами происходит изменение положения максимумов поглощения и флуоресценции, интенсивности и степени поляризации флуоресценции, анизотропии поляризованной флуоресценции. Эти изменения позволяют количественно оценить степень связывания зонда с мембранами. Вместе с тем следует учитывать и тот факт, что характеристики связавшегося зонда сильно зависят от состава исследуемых мембран (митохондриальных, фосфолипидных, плазматических). Еще более чувствительным параметром является интенсивность флуоресценции, так как она определяется еще и количеством связавшегося зонда. [c.249]

Оптическая и геометрическая анизотропия коллоидных частиц исследуются методами поляризационной оптики, среди которых основное значение имеет изучение двойного лучепреломления, как собственного, обусловленного оптической анизотропией частиц, так и двойного лучепреломления формы, зависящего от ориентированного расположения асимметричных частиц. Метод двойного лучепреломления при течении особенно широко используется для определения коэффициента вращательной диффузии (III. 9) и линейных размеров вытянутых частиц для той же цели иногда изучают поляризацию флуоресценции. [c.72]

П1-5. Моменты переходов и анизотропия флуоресценции и фосфоресценции [c.309]

Для флуоресценции состояние, из которого происходит эмиссия, также является синглетным, как и основное. В благоприятных случаях можно подобрать такой интервал волновых чисел возбуждаемого света, для которого все участвующие переходы будут иметь одинаковое направление моментов т. Аналогично возможно найти такой интервал волновых чисел флуоресцентного излучения, когда все участвующие переходы опять будут иметь одинаково направленные моменты т, которые могут отличаться от га. При сделанных допущениях, зная анизотропию флуорес- [c.309]

Очень часто бывает, что при синглет-синглетных переходах колебательные состояния не принадлежат к полностью симметричному представлению соответствующей точечной группы, и переходы между разными колебательными состояниями при неизменном электронном состоянии могут характеризоваться моментами переходов, направленными по-разному. В таком случае близкое расположение друг к другу колебательных состояний может сделать невозможным выбор интервалов волновых чисел, о котором говорилось выше. Кроме того, может случиться, что два или более электронных состояния близко расположены в этом случае наблюдаемое поглощение и флуоресценция характеризуется суперпозицией различных полос, соответствующих переходам с различными направлениями моментов. В этих случаях понятие угла между ш и т теряет смысл. Однако, даже когда определение такого угла невозможно, при наличии высокой симметрии у молекулы моменты переходов могут принимать лишь небольшое число направлений и опять по анизотропии флуоресцентного излучения оказывается возможным определять относительные интенсивности переходов с разными направлениями моментов перехода. Это помогает классифицировать рассматриваемые электронные и колебательные состояния по типам симметрии. [c.310]

Как известно, молекулы в растворе находятся в непрерывном хаотическом движении. Если за время пребывания в возбужденном состоянии молекулы не успеют повернуться на значительный угол, то приобретенная анизотропия раствора не будет утрачена. Поэтому очевидно, что поляризация флуоресценции должна иметь место только у вязких растворов. 11 должна существенно зависеть от вязкости. [c.333]

Поляризованная флуоресценция позволяет изучать не только анизотропию кристалла в целом, но и анизотропию отдельных излучателей, его составляюш,их, а также их взаимодействие. Эти исследования интересны как в научном отношении, так и с точки зрения возможности их использования в практике, поскольку с исследованием структур криста.ллов связано решение большого числа разнообразных задач в геологии и минералогии, в биологии и т. д. [c.343]

Пользоваться степенью анизотропии во многих отношениях удобнее, чем степенью поляризации. В частности, уравнения, куда входит эта величина, проще соответствующих уравнений, в которых фигурирует степень поляризации. Другое преимущество выявляется при анализе смесей. Суммарная анизотропия многокомпонентных смесей веществ с одинаковой интенсивностью флуоресценции, но [c.106]

Таким образом, хотя неполяризованное излучение затухает как одна экспонента, каждая из поляризованных компонент затухает как сумма двух экспонент. Если подставить (8.70) и (8.71) в выражение для степени анизотропии флуоресценции A(t), то мы получим особенно простой результат [c.108]

Это так называемые уравнения Перрена. При подстановке выражения для времени вращательной корреляции (г ) использовано уравнение (8.73). Именно эти выражения для степени поляризации и анизотропии чаще всего применяются на практике. При этом исследуют зависимость стационарной поляризации или анизотропии раствора макромолекул от температуры Т или вязкости ч. При графической обработке данных, проводимой в соответствии с уравнениями (8.80) и (8.81), должна получиться прямая, из наклона которой находят молекулярный объем (У щр) при условии, что известно время затухания флуоресценции (тр). Пересечение прямой с осью ординат при Г/ч — О дает предельную анизотропию или поляризацию. На рис. 8.24 приведен соответствующий график для химотрипсина. Предельное значение степени анизотропии (=0,3) свидетельствует о практически жестком закреплении флуоресцентной метки. Время вращательной корреляции (15 не) согласуется со значением, полученным из данных по измерению зависимости спада степени анизотропии от времени. Экспериментально найденное значение достаточно близко к теоретическому, оцененному ранее для жесткой сферической белковой молекулы. [c.111]

Закон Бера имеет свои ограничения отражение света, непараллельпость падающего пучка, неоднородность пучка или пробы, рассеяние света, распад пробы, флуоресценция, анизотропия или насыщение — все это приводит к отклонению от закона Бера. Кроме того, при изменении концептрации поглощающих компонентов может сместиться равновесие в растворе, что вызовет изменения в степени водородных связей при образовании ионных пар и т. д. От концентрации также зависят и некоторые физические свойства раствора (коэффициент преломления, диэлектрическая проницаемость). Все эти факторы и обусловливают отклонения от закона Бера. Для концентраций, ббльших 10 М, закон Бера довольно часто неприменим. [c.124]

До сих пор речь шла об изотропных растворах флуоресцируюш,их молекул, где поляризация флуоресценции определяется только анизотропией возбуждения. Одпако в природе су.ш,ествуют среды, в которых молекулы расположены не хаотично, а полностью пли частично ориентированы, например волокна искусственного шелка. Молекулы можно ориентировать и различными искусствеиными способами электрическим или магнитным нолем, ориентацией в потоке жидкости (использование эффекта Максвелла) и др. Наиболее простым способом является изготовление анизотропных пленок, прокрашенных флуоресцируюи ,1ш веществом. [c.342]

Престон и Тзиен [40, 41] уже непосредственно применили описываемый метод к практическим задачам. Они исследовали поляризацию флуоресценции окрашенных волокон искусственного шелка с целью изучения процессов крашения и выяснения структуры волокна (ориентации молекул). Авторы сопоставляли результаты измерений дихроизма, поляризации флуоресценции, двойного лучепреломления и анизотропии набухания. Выводы, полученные путем исследования этих разных свойств объектов, находятся в согласии между собой. Авторы считают, что поляризационнолюминесцентный метод для указанной цели вполне пригоден и более удобен, чем метод определения дихроизма и другие. [c.342]

Таким образом, степень анизотропии флуоресценции сферической молекулы спадает по простому экспоненциальному закону. Измерение характерного времени спада позволяет при известной вязкости рассчитать объем гидратированной молекулы И др. Из уравнения (8.73) видно, что чем больше молекула, тем медленнее спадает степень анизотропии флуоресценции. Это довольно очевидный результат, поскольку чем больше молекула, тем медленнее она вращается. На рис. 8.23 приведены данные по уменьшению степени анизотропии для антранилоилхимотрипсина. Измеренное время вращательной корреляции равно 15 НС. Это — типичное значение для небольших белков. [c.109]

РИС. 8.23. Спад анизотропии флуоресценции антранилоила, ковалентно присоединенного к Ser а-химотрипсина. Л. Получение меченого белка. Б. Экспериментальные данные по спаду интенсивности флуоресценции отдельных поляризованных составляющих. В. График зависимости логарифма анизотропии, полученный после математической обработки (свертки) экспериментальных данных, которая позволяет исключить влияние формы возбуждающего импульса. [L.Stryer, S ien e, 162, 526 (1968).] [c.109]

Уравнения (8.65)—(8.81) справе1шивы только пдя сферических молекул. Если последние по своей форме ближе к жесткому эллипсоиду, а не к сфере, результаты существенно усложняются. Коэффициент вращательной диффузии, входящий в уравнение (8.65), теперь становится тензором. Спад анизотропии флуоресценции описывается не уравнением (8.72) с одной экспонентой, а выражением, содержащим сумму до пяти экспонент. Эти экспоненты зависят не только от размеров и формы молекул, но также от ориентации моментов переходов хромофоров относительно осей эллипсоида. В принципе при наличии достаточно точных данных о зависимости спада степени анизотропии от времени можно было бы получить весьма полное представление о форме молекулы и способе связьшания с ней хромофора. На практике попытки описать полученные данные при помощи более чем двух экспонент обычно оказываются превышением точности эксперимента. В таком случае единственный выход состоит в построении более или менее правдоподобных моделей, удовлетворяющих данной структуре, и в установлении степени их соответствия экспериментальным данным. Одно можно утверждать несомненно для вытянутого эллипсоида кажущееся больше, чем для сферы. Следовательно, если известна молекулярная масса, как правило, можно получить некоторую информацию об отношении осей. [c.111]

Может оказаться, что полученное значение степени анизотропии меньше, чем теоретически рассчитанное для сферической молекулы известной молекулярной массы. Это обстоятельство указывает на гибкость макромолекулы как целого или на нежесткое присоединение хромофора к макромолекуле. Иногда эти эффекты можно различить, если провести поляризационные измерения при высоких значениях Т/г . 1 гидр хромофора составляет приблизительно 1% или меньше от объема типичной макромолекулы. Если хромофор свободно сочленен с макромолекулой, его время вращательной корреляции будет составлять примерно /100 от соответствующего времени для макромолекулы. При низкой вязкости за небольшой по сравнению с характерным временем затухания флуоресценции период времени хромофор успевает принять все возможные ориентации. Если угол, на который поворачивается хромофор, достаточно велик, наблюдаемая поляризация будет равна нулю. Если, однако, быстрое движение хромофора происходит в ограниченном диапазоне углов вращения, некоторая остаточная поляризация все же будет наблюдаться. Чтобы хромофор смог принять все возможные ориентации, он должен участвовать в движении макромолекулы как целого. Таким образом, при низкой вязкости зависимость остаточной поляризации от Г/т будет отражать движение макромолекулы. Экстраполяция графика зависимости Р от Г/т к Г/т — О позволяет найти конус углов, в котором происходит быстрое движение хромофора. [c.111]

Степень анизотропии флуоресценции меченного красителем белка измеряли сначала в зависимости от температуры при заданной вязкости (0,02 пуаза), а затем — при постоянной температуре (293 К) и переменной вязкости. Получившиеся перреновские графики оказались различными (рис. 8.30). Объясните поведение экспериментальных кривых, а именно различие наклонов при высоких значениях T/rj, различия в величинах А ц, получаемых с помощью линейной экстраполяции к значению Т/г] = О, и совпадение данных при температурах ниже 300 К. [c.124]

Изучение вращения макромолекул позволяет получить параметры, связанные с и т , но, к сожалению, ни один из перечисляемых ниже методов ЯМР, дихроизм в электрическом поле, двойное лучепреломление в потоке, диэлектрическая релаксация и поляризация флуоресценции — не позволяет определить и т , прямым способом. В некоторых случаях и т определяются одновременно с некоторыми другими величинами, о которых нет количественных данных. Определение т ит/,с помощью метода, основанного на поляризации флуоресценции, представляет огромные трудности. Затухание анизотропии определяется не только величинами и этот процесс определяется рядом экспонент, в коэффициенты которых помимо прочих факторов вносит вклад ориентация флуоресцентных зондов относительно главных осей эллипсоида (гл. 8). Другие методы, такие, как метод статистической политизации флуоресценции или неньютоновской вязкости, позволяют определить только среднюю гармоническую величину Тд и т ,. Для вытянутого эллипсоида гкдр ], и соответствующее среднее значение вращательного коэф- [c.200]

Уравнение (23.75) и его аналоги справедливы для поглощения, интенсивности или анизотропии флуоресценции, КД и ДОВ. В общем случае /1своб получают, измеряя соответствующие характеристики чистого раствора малых молекул находят путем экстраполяции измеренных значений величины А к пределу бесконечного отношения числа пар оснований к числу молекул лиганда, когда предположительно все лиганды связаны. Соотнощения (23.74) и (23.75) можно рассматривать как два линейных уравнения с двумя неизвестными, (т) и р. Поэтому количество связанных и свободных лигандов легко определить. [c.362]

Агрегацию и синерезис частиц кремнезема во время полимеризации гидрогеля наблюдали in situ [31 при разрешении, близком к ангстремному, по анизотропии флуоресценции сольватированных и привитых молекул красителя. Обнаружено, что первичные частицы среднего гидродинамического диаметра 1,5 нм присутствуют в первые 20 мин после смешивания раствора силиката натрия и серной кислоты. После этого во время полимеризации с образованием силоксановых связей происходит кластеризация. После 30 ч образуются вторичные частицы со средним диаметром до 4,5 нм, причем скорость роста зависит от концентрации силиката и времени образования микрогеля tg. Последующая конденсация до диаметра 4 нм происходит в течение 1 нед., так как при этом процессе доминирует синерезис частиц. Обнаружено также увеличение размера частиц при добавлении D2O и неорганических солей. [c.42]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология