Молекулярная флуоресценция флуоресценция

Рассмотрим кинетические закономерности молекулярной люминесценции (флуоресценции и фосфоресценции) в системах, где возбужденные молекулы могут взаимодействовать с различными добавками. [c.89]

Молекулярная флуоресценция, фосфоресценция и хемилюминесценция [c.159]

Опишите основные принципы молекулярной флуоресценции, фосфоресценции и хемилюминесценции и сравните их с явлениями поглощения в УФ/вид.-диапазоне. [c.164]

Безызлучательную дезактивацию энергии электронного возбуждения в растворах многих люминофоров вызывает присутствие в них молекулярного кислорода. Флуоресценция различных соединений тушится кислородом в неодинаковой степени и восстанавливается после его удаления [7, с. 35 8, с. 295]. [c.14]

Согласно закону Стокса, длина волны флуоресценции всегда больше длины волны возбуждающего света. Однако имеются примеры антистоксовой флуоресценции, когда длина волны флуоресценции меньше длины волны возбуждающего света. Возбуждение молекулы соответствует переходу электрона с основного уровня на возбужденный. Поскольку молекулярные орбитали молекул с четным числом электронов заполнены парами электронов, имеющими противоположно направленные спины, то при переходе электрона на верхнюю орбиталь его спин может оказаться ориентированным или в том же, или в противоположном направлении, что и у оставшегося на нижней орбитали электрона. Если ориентация спина сохранится, то возбужденное состояние будет иметь тот же результирующий спиновый момент, что и основное состояние. При этом мультиплетность сохраняется. Мультиплетность состояния равна п+, где п — число неспаренных электронов. Если же ориентация спина изменится на противоположную, то изменится и мультиплетность. Мультиплетность основного состояния большинства молекул с четным числом электронов равна 1, т. е. это синглетные состояния. При сохранении мультиплетности возбужденное состояние тоже будет -синглетным. Если же возбуждаемый электрон меняет направление спина, то возбужденное состояние будет три-плетным. Таким образом, одному основному состоянию соответствует набор разных возбужденных состояний — синглетных и триплетных (рис. 28). [c.53]

Успех такого определения увеличивается, если уметь отделять явление опалесценции от явления флуоресценции. Флуоресценцией обладают системы молекулярной степени дисперсности. По внешнему виду оба явления не отличаются друг от друга, но между ними есть существенная разница. [c.25]

Исследования спектров люминесценции очень важны для характеристики возбужденных состояний (определения их энергий, времен жизни) и, благодаря этому, для выяснения механизмов фотореакций. Исключая соединения элементов побочных групп, флуоресценция наблюдается только у соединений с л-электронами. Особенно сильно флуоресцируют жесткие молекулы, например, ароматических соединений. Причиной отсутствия флуоресценции у многих молекул является безызлучательная дезактивация, часто предиссоциация. Во многих случаях флуоресценцию соединений удается наблюдать лишь при низких температурах (—70. ... .. —200°С), когда замораживаются молекулярные движения и колебания ядер и, соответственно, ослабляются конкурирующие процессы безызлучательной дезактивации. Однако ряд органических молекул жесткой структуры интенсивно флуоресцируют даже в растворах при комнатной температуре, и в этих условиях можно наблюдать спектр флуоресценции. [c.85]

Проба атомизируется в плазме — пламени или индуктивно связанной плазме, флуоресценцию наблюдают под углом (обычно 45 или 90°) к возбуждающему излучению. Так же как и в методе молекулярной флуоресценции, это слабое излучение лучше заметно на темном фоне. Источником возбуждаю- [c.201]

Цианиновые красители в органических растворителях находятся в молекулярно-дисперсном состоянии и не флуоресцируют, а в водном растворе они образуют ассоциаты, в которых плоскости отдельных молекул расположены параллельно друг другу. Поэтому в водных растворах цианиновые красители имеют узкую полосу поглощения и флуоресценции. Последняя определяется электронным облаком, принадлежащим всей органической макромолекуле . [c.35]

Фон не должен быть обусловлен молекулярной флуоресценцией. [c.231]

Имеются различные аспекты получения заданных молекулярных уровней. Во-первых, селективное заселение заданных возбужденных уровней путем настройки частоты лазера иа частоту молекулярного перехода Е - Ек. Благодаря высоким интенсивностям лазерного излучения можно получить довольно высокую плотность населенности Ек, сравнимую с плотностью нижнего поглощающего состояния , . Был проведен ряд экспериментов, основанных на селективном заселении уровней, например измерение спектров флуоресценции с уровня Ек, измерения времен жизни илн спектроскопические исследования столкновительных процессов. [c.287]

Возможно, что именно наложение молекулярной флуоресценции объясняет некоторые странные усиления интенсивности линий атомной флуоресценции, наблюдаемые при введении в пламя тех или иных примесей. [c.118]

Известно, что молекулярные электронные спектры поглощения отражают изменения колебательного и вращательного движений и поэтому более сложны, чем атомные линейчатые спектры. Аналогично молекулярные спектры флуоресценции характеризуются появлением таких же полос. Для того [c.151]

Другой интересный и полезный процесс внутримолекулярного переноса энергии происходит в редкоземельных хелатах. Стабильные комплексы трехвалентных ионов от лантана до лютеция (за исключением церия) все имеют очень близкие свойства, включая спектры поглощения, которые для данного лиганда фактически идентичны. Однако их спектры испускания сложны и содержат как молекулярную флуоресценцию, так и линейчатое испускание, характерное для ионов лантаноидов. Эти спектры от иона к иону значительно отличаются по характеру и полному выходу люминесценции (примерно от единицы до Ю ) таким образом можно получить весьма полезную информацию о миграции энергии в сложных молекулах и об энергии резонансных уровней самих ионов. [c.284]

В случае тонкого прозрачного кристалла, когда = О, квантовая эффективность молекулярной флуоресценции X определяется конкуренцией между двумя процессами VI и VII и дается уравнением [c.163]

Квантовая эффективность молекулярной флуоресценции V равна [c.166]

Флуоресценция более чувствительна к окружению, чем поглощение, поскольку процессы испускания охватывают сравнительно протяженный период времени. Можно регистрировать стационарные спектры излучения либо исследовать истинную кинетику затухания излучения. При достаточно близком расположении двух хромофоров происходит перенос энергии. Возбуждая один хромофор, можно наблюдать флуоресценцию другого. Вероятность переноса обратно пропорциональна шестой степени расстояния между хромофорами. Таким образом, измеряя эффективность переноса энергии, можно найти расстояние между двумя характерными точками макромолекулы. При пропускании через жесткие или замороженные образцы поляризованного света наблюдается преимущественное поглощение хромофорами, обладающими моментами переходов, ориентированными параллельно направлению поляризации. В отсутствие молекулярного движения флуоресценция будет иметь предельную поляризацию. Характерное время вращения молекул типичных белков и нуклеиновых кислот в растворе составляет от 10 до 100 не, в то время как время затухания флуоресценции лежит в интервале от I до 30 не. Таким образом, наблюдаемая для растворов степень поляризации определяется соотношением между временами затухания флуоресценции и молекулярного вращения. При помощи поляризационных [c.123]

В этом случае свет испускается атомами, перешедшими в возбужденное состояние не вследствие нагревания образца, а в результате поглощения света. Само явление аналогично молекулярной флуоресценции, отличие лишь в том, что флуоресцируют атомы в газе, а не молекулы в растворе. Для хорошего анализа необходим достаточно интенсивный источник света, но в отличие от абсорбционной атомной спектрофотометрии, благодаря резонансному поглощению атомов, нет необходимости в хорошем монохроматоре. Модуляция усилителя детектора, той же частотой, что и у первичного источника напряжения, исключает регистрацию прямого света от пламени.. [c.171]

Несмотря на высокую чувствительность молекулярной флуоресценции, применение для определения ртути весьма редко. Прямое определение [c.113]

Методы, основанные на люминесценции (включая флуоресценцию и хемилюминесценцию), предусматривают измерение увеличивающегося (эмиссионного) сигнала. Так, например, химический анализ следовых количеств на основе атомной или молекулярной флуоресценции обладает наивысшей чувствительностью, так как интенсивность флуоресценции (или яркость) пропорциональна интенсивности возбуждающего излучения. Действительно, сигнал может быть вытянут путем увеличения интенсивности возбуждающего излучения. Следовательно, следовые концентрации загрязняющих веществ могут быть легко измерены в малых объемах проб с помощью современных фотоумножителей. По сравнению с абсорбционными методами, флуоресцентные методы обладают высокими специфичностью и чувствительностью. [c.602]

До сих пор мало внимания уделялось разработке анализаторов неорганических загрязняющих веществ в воздухе, основанных на измерении атомной или молекулярной флуоресцентной эмиссии. Известны различные реакции между органическими и неорганическими веществами, которые могли быть исследованы с точки зрения их применения для анализа следовых количеств загрязняющих веществ в воздухе методом молекулярной флуоресценции. Однако многие из этих реакций чувствительны к процессам гашения, особенно в водном растворе [64]. [c.604]

Связь люминесценции со структурой молекул. Поскольку флуоресценция определяется специфическими изменениями электронного состояния молекулы, то существует определенная связь испускания с молекулярной структурой. Рассмотрим подобную связь на примере органических соединений. [c.57]

Температура, при которой появляются холодные пламена, несколько понижается с ростом молекулярной массы углеводорода и возрастает при переходе от парафиновых углеводородов к олефинам и нафтенам. При окислении ароматических углеводородов образования холодных пламен не наблюдалось. Не наблюдалось их и при окислении метанола и формальдегида. Исследование спектра свечения холодных пламен привело к выводу, что излучение обусловлено флуоресценцией формальдегида [c.32]

Весьма интересным является метод молекулярного зонда, основанный на зависимости спектра флуоресценции люминофора ог химической и физической природы изучаемой среды [90]. Это позволяет, принимая во внимание большую чувствительность метода, исследовать плотность очень тонких слоев на твердых подложках. [c.76]

Возможен также перенос заряда ионизированной молекулой к другой молекуле с более низким потенциалом-ионизации. Таким образом, для смесей может быть характерна определенная избира-. тельность реакций. Кроме многих предложенных механизмов реакции, есть процессы, при которых возбужденные молекулы беч распада теряют свою избыточную энергию. Хорошо известна флуоресценция — превращение молекулярной энергии в видимое излучение Известен также процесс гашения — постепенное рассеивание энергии путем ее передачи ближайшим молекулам при столкновениях, происходящих в результате теплового движения или каким-либо другим путем. На этих процессах переноса энергии основан механизм защиты от излучения, благодаря которой влияние излучения на чувствительные материалы может быть уменьшено. Другой метод, усиливающий такую защиту, основан на изучении реакций радикалов, часть которых может проходить через многие стадии цепного механизма, например, реакции (2) и (4), Если имеются компоненты, склонные вступать в реакцию со свободными радикалами, то интенсивность излучения может быть уменьшена. К таким акцепторам радикалов относятся иод, ненасыщенные соединения, окиси азота, амины и кислород. [c.159]

Приборы для измерения молекулярной флуоресценции можно разделить на флуориметры (флуорометры) и спектрофлуориметры. У флуориметров селекция монохроматических лучистых потоков осуществляется с помощью простейших анализаторов излучения — светофильтров. Использование светофильтров обеспечивает высокий уровень возбуждающего излучения и эффективную регистрацию флуоресценции. При флуориметрических измерениях существенное значение имеет выбор светофильтров. Первичный светофильтр должен пропускать поглощаемое образцом излучение и не пропускать излучение флуоресценции. Вторичный светофильтр должен пропускать излучение флуоресценции, но возбуждающее излучение должно им полностью поглощаться. Подбирая такую пару светофильтров, следует добиваться их хорошей скрещен-ности сложенные вместе, они вообще не должны пропускать электромагнетное излучение. Источниками возбуждения у флуориметров являются ртутные лампы низкого давления. [c.512]

Вебер [99] определил молекулярную агрегацию некоторых альбуминов в зависимости от температуры и pH путем исследования степени поляризации флуоресценции, испускаемой производными альбуминов и флуоресцирующих красителей. Для возбуждения флуоресценции был использован нлосконоляризованный ультрафиолетовый свет. Предполагалось, что одна молекула красителя присоединяется к одному агрегату и что подвижность молекул красителя при этом становится такой же, как и у агрегатов. Измеряя степень поляризации испускаемой флуоресценции, можно рассчитать подвижность молекул красителя, а следовательно, и агрегатов. Вычислив подвижность, можно определить размеры агрегатов. [c.302]

Ноак [126] первый предположил, что большая часть хлорофилла в клетках находится в нефлуоресцирующем (белковая связь) коллоидном состоянии, а меньшая часть образует флуоресцирующий раствор в липоиде. Это мнение быдо разработано Зейбольдом и Эгле [156], которые счита.ии, что правильное положение полос поглощения может быть получено только в коллоидных растворах, а флуоресценция — только в молекулярных растворах. Флуоресценция некоторых препаратов адсорбированного хлорофилла объясняется, по их мнению, наличием липоидных загрязнений, растворяющих небольшие количества хлорофилла. Они приготовляли модель из желатинного блока, содержащего коллоидный хлорофилл. Блок покрывался слоем хлорофилла путем испарения его раствора в эфире с лецитином. Этот блок давал максимум поглощения при 680 m]i, характерный для коллоидального хлорофилла, и имел поверхностный флуоресцирующий слой. [c.395]

Между онектрами люминесценции и поглощения существует определенная зависимость. Спектры люминесценции всегда сдвинуты в более длинноволновую область по сравнению со спектрами поглощения. В связи с тем, что методы УФ-спектро-окаиии наиболее эффективны ири анализе ароматических веществ, люминесцентные методы также используются для исследования этих соединений в нефтяных молекулярных растворах. Эталонные спектры ароматических соединений, встречающихся в нефтях и нефтепродуктах, представлены в работе [99]. Так, в спектре свечения нафталина выделяется набор полос различной интенсивности в интервале 320—340 нм. Фенантрен обладает характерными полосами в области 345—375 им, а антрацен — 370—430 нм. Следует отметить, что достаточно узкие полосы флуоресценции (короткоживущей люминесценции) могут быть получены лишь при низких темшературах е помощью эффекта Шпольско го [15]. В растворах происходит ущирение полос, и спектр флуоресценции обычно представляет широкую бесструктурную полосу. [c.57]

Появление лазеров, перестраиваемых в большей части ближней ультрафиолетовой и видимой областей, открыло новые возможности в диагностике плазмы [29—31]. Для исследования газообразных продуктов горения в пламени успешно была использована спектроскопия комбинационного рассеяния [32]. В работе [33] сообщалось о флуоресценции (О, 0) полосы электронного перехода Л А — ХЩ молекулы СН в пламени кислород — ацетилен при атмосферном давлении. Низкие концентрации других радикалов, таких, как ОН, СЫ и 5Н, были также обнаружены методом резонансной флуоресценции, возбуждаемой лазерами с перестраиваемой частотой [34—36], и легко предвидеть заманчивые перспективы аналитического применения молекулярной флуоресценции в пламенах при атмосферном давлеини [39]. [c.221]

СН, он, СЫ. Это могут быть также окислы и другие соединения металлов, вводимых в пламя. Спектры всех этих веществ могут наблюдаться в излучении флуоресценции пламен и, накладываясь на спектры атомной флуоресценции, вызвать искажения интенсивности линий флуоресценции, используемых в АФА. Вообще говоря, молекулярные спектры флуоресценции в пламенах отличаются малой интенсивностью, но при лазерном возбуждении она достаточна для их детального исследования. Такие исследования были проведены при возбуждении импульсным [200] и непрерывным Г201] лазерами, а также при возбуждении источником сплошного спектра (Хе-СВД лампа) [202]. Как правило, даже при монохроматическом возбуждении, обмен энергией в результате столкновений приводит к тому, что получается ряд полос, соответствующих разным колебательным уровням (рис. I). [c.118]

Долгоживущее испускание (молекулярная замедленная флуоресценция), имеющее тот н е самый спектр, что и нормальная флуоресценция, но со сравнительно большим временем жизни (до 1 сек и более), которое зависит от температуры (напомним, что естественное время я изни обычной флуоресценции от температуры не зависит). При низкой температуре такая замедленная флуоресценция может быть поймана в ловушку , когда после выключения света испускание прекращается, а при быстром нагревании люминесценция испускается в виде яркой вспышки термолюминесценция). [c.228]

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]

Большое число работ в последние годы посвящено вопросу об испускании экситона в молекулярных кристаллах. Обзор этих работ был сделан Мак-Клюром ([32], стр. 41). Теория экситонов дает основание полагать, что низший возбужденный уровень в молекулярном кристалле соответствует низшей компоненте экситонной полосы. Так как обычно верхние возбужденные состояния при внутренней конверсии переводятся в низшее возбужденное состояние за время, малое по сравнению со временем жизни перехода с излучением, то флуоресценция должна иметь место исключительно с низшего экситонного уровня. Экспериментальные данные не подтверждают этого заключения. Действительно, в случае нафталина при низких температурах (4° К, 20° К) наблюдается резкая одиночная поляризованная вдоль оси а полоса излучения и она находится у низкочастотного края полосы поглощения, соответствующей компоненте Ви- У нее полностью отсутствует колебательная структура в соответствии с представлениями [c.115]

Рассмотрим случай, когда axxkfx = 0. Квантовая эффективность молекулярной флуоресценции (дох)о вещества X, определяемая уравнением (8), уменьшается вследствие конкурирующего безызлучательного переноса энергии XII до величины [c.165]

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]

В настоящее время исследуются и другие типы систем детектирования, например, основанные на молекулярной флуоресценции, пламенной ионизации, инфракрасном поглощении и атомной абсорбции [12]. Следует отметить, что колонки, материалы упаковки и соединения колонок составляют относительно дорогостоющую часть ЖХВД. Для проведения цикла работ часто приходится затрачивать на необходимое дополнительное оборудование сумму, эквивалентную основной цене ЖХВД-прибора. [c.613]

Ионпая природа фотосенсибилизированного окисления была доказана Шейком [9]. Он показал, что, поглощая свет, краситель типа эозина (XXI V) активируется и образует дирадикал (XXV). При отсутствии какого-либо реакционноспособного вещества такой дирадикал снова превращается в нормальную молекулу эозина, причем выделяется некоторое количество энергии (флуоресценция). Однако в присутствии молекулярного кислорода, который также ведет себя как дирадикал, дирадикал эозина превращается в сложный дирадикал (XXVI), который самопроизвольно переходит в амфотерный ион (XXVII), [c.359]

В ряде случаев спектры поглощения и люминесценции одного и того же вещества несколько перекрываются. Вследствие этого излучение на пути от глубоких слоев к поверхности раствора ослабляется в коротковолновой части спектра люминесценции. Это явление называется вторичным поглощением или реабсорбцией света люминесценции. Для уменьшения влияния реабсорбции также необходимо работать с разбавленными растворами или по возможности учитывать ее. Молекулярный кислород тущит флуоресценцию в жидких растворах. Поэтому для уменьшения влияния кислорода из растворов необходимо его удалять или вакуумированием, или продуванием азота через исследуемый раствор. [c.67]

Значительная чувствительность флуоресценции к внутримолекулярным и межмолекулярным изменениям позволяет выявить взаимодействия молекул, не обнаруживаемые другими методами. Так, ионизация и взаимодействие между мо.пекулами, которые трудно обнаружить спектрофотометрическими методами, могут изменять квантовый выход флуоресценции. Флуорофоры, взаимодействуя со специфическим ферментом, могут увеличить или уменьшить интенсивность его флуоресценции, и по степени изменения интенсивности можно судить о типе связи. Межмолекулярные и внутримолекулярные взаимодействия могут вызвать также изменения в спектрах возбуждения и флуоресценции. А по изменению спектров можно также судить об изменениях в структуре флуорофора, сопровождающих молекулярное взаимодействие. [c.84]