Флеш-методы

Дальнейшее увеличение временной разрешающей способности аппаратуры для исследования нестационарной кинетики дает использование в энзимологии метода импульсного фотолиза (флеш-метод). Этот метод применим для реакций. [c.205]

Константы скорости различных ионных реакций, как и обычных химических реакций, сильно отличаются друг от друга (табл. 1У.4). Однако в целом ионные реакции относятся к числу быстрых процессов. Реакции рекомбинации ионов водорода с анионами кислотного остатка или с ионами гидроксила характеризуются наиболее высокими скоростями среди процессов, протекающих в жидкой фазе. Исследование быстрых ионных реакций потребовало разработки специальных экспериментальных методов. В частности, большое развитие получили так называемые струевые методы, когда смешиваются движущиеся с большими скоростями струи растворов, содержащих реагенты, и на некотором расстоянии от точки смешения при помощи специальной аппаратуры регистрируются концентрации реагирующих веществ. Применяют также различные импульсные методы, например флеш-метод, который состоит в освещении раствора в течение микросекунды интенсивной вспышкой света и последующих быстрых фотометрических измерениях. Ряд систем изучен фотохимическим и флуоресцентным методами, а также методами, [c.89]

Рис. 25. Схема установки флеш-метода

В табл. 1 указан порядок величин периодов полупревращения и констант скоростей реакций, доступных измерению различными методами. Наименьшие периоды полупревращения, около 10 сек, были зафиксированы методами ультразвука, флуоресцентным и ЭПР. Затем следуют методы температурного скачка и электрического импульса (10 — 10" сек) и флеш-метод (10 сек). В табл. I приложения для сравнения даны некоторые характерные времена для молекулярных и атомных процессов. [c.19]

Использование низких концентраций можно комбинировать с другими методами об этом будет сказано в связи с методами низких температур, остановки реакции, струевыми, температурного скачка, флеш-методом, ЭПР и ЯМР. [c.25]

Многие методы наблюдения быстрых реакций комбинировали с использованием низких температур. Например, была разра-ботана аппаратура, действующая по принципу остановленной струи (см. стр. 55), которая работает при температурах до —120° . Это устройство позволяет наблюдать реакции с временем полупревращения порядка нескольких миллисекунд. Таким образом, интервал скоростей, доступный исследованию, возрастает на четыре порядка и данную реакцию можно исследовать в очень большом интервале температур (стр. 62). Метод остановки реакции (см. стр. 33) был разработан для использования вплоть до —100° . Флеш-метод, методы флуоресцентный, ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса и ультразвуковой релаксации также пригодны для работы при низких температурах эти методы имеют то преимущество, что реакцию не нужно начинать смешиванием. [c.31]

Некоторые релаксационные методы используют однократное смещение температуры, давления или электрического поля затем за реакцией следят по мере того, как она движется к новому положению равновесия. В этой главе будут рассмотрены такие методы. В других методах используют периодические возмущения, например ультразвуковые волны или высокочастотное поле, при этом измеряют мощность, поглощенную при запаздывании. Такие методы рассмотрены в гл. 5. Эти две главы охватывают методы, использующие малые смещения системы от равновесия, в отличие хотя бы от флеш-метода (гл. 6). [c.70]

Релаксационные методы, описанные в этой и в следующей главах (в отличие от флеш-метода), не приводят к каким-либо большим изменениям в системе, а только смещают равновесие. Даже это смещение нужно сохранять небольшим, чтобы для математического описания можно было применять линейные дифференциальные уравнения. Интересно, что измеряемая скорость представляет собой скорость вблизи положения равновесия, в то время как струевыми и обычными методами измеряют скорость, когда система находится далеко от положения равновесия. Можно было бы ожидать, что на константу скорости ье будет влиять это различие в условиях однако по этому вопросу имеется мало прямых данных . [c.87]

Флеш-метод впервые был разработан для газов, а затем все больше его стали применять к растворам . Для инициирования возмущения фотохимическим путем используют интенсивную вспышку света, длящуюся несколько микросекунд (10" —10" сек). За происходящими изменениями наблюдают при помощи быстрых фотометрических методов. Таким образом, без труда можно наблюдать реакции с временами полупревращения до 10" сек. Ниже приведены основные типы превращений, которые можно изучить [c.114]

Преимущество флеш-методов заключается в том, что через известное время после инициирования реакции можно сфотографировать спектр поглощения раствора. Это делают, пропуская вторую вспышку от другой лампы через раствор к спектрографу, интервал времени между двумя вспышками задается электронной схемой. Проводя ряд экспериментов с различными интервалами времени, получают изменения в спектре за весь период реакции. Эти спектры поглощения, хотя и менее характерные, чем для газов, дают очень полезную информацию о частицах, участвующих в реакции. Можно обнаружить и идентифицировать промежуточные продукты, что значительно уменьшает трудности в интерпретации кинетических данных. Более того, в кинетических экспериментах можно проследить изменения концентраций двух форм порознь, наблюдая поглощение света при разных длинах волн. [c.115]

Р и с. 24. Экспериментальная установка для осуществления флеш-метода (по Бриджу и Портеру [7]). [c.116]

Общие замечания, относящиеся к флеш-методу [c.117]

Применение флеш-метода [c.117]

Скорость исчезновения триплетного состояния в растворах. В обычных условиях в жидких растворах фосфоресценции не наблюдается большинство молекул в триплетном состоянии теряет энергию без излучения, так как их естественное время жизни достаточно велико, чтобы могла произойти дезактивация путем столкновений до того, как произойдет эмиссия. При помощи флеш-метода можно, однако, обнаружить молекулы в триплетном [c.121]

Ранее уже говорилось о фотохимической диссоциации иода в растворе (стр. 117). Результаты экспериментов с применением флеш-метода показывают, что в этом случае справедлив следующий механизм [c.145]

Ранее было замечено (стр. 121), что фосфоресценция, обусловленная триплет-синглетными переходами, обычно не наблюдается в жидких растворах, так как триплетное состояние имеет сравнительно большое естественное радиационное время жизни, и дезактивация в результате столкновений происходит чаш е, чем эмиссия. Оказалось возможным, однако, наблюдать фосфоресценцию эозина в глицерине или этаноле и измерить отношение ее интенсивности к интенсивности флуоресценции [44]. Это было сделано при помощи спектрофлуориметра и двух вращающихся секторов, один из которых служил для прерывания пучка возбуждающего света, другой — для прерывания пучка излученного света. Когда оба прерывателя находятся в одинаковой фазе, измеренная интенсивность обусловлена фосфоресценцией плюс флуоресценцией если они в разных фазах — то только фосфоресценцией. Это очень перспективный метод для определения скоростей перехода между триплетным и синглетным состояниями. По сравнению с флеш-методом он имеет то преимущество, что для облучения можно использовать монохроматический свет с различной частотой, кроме того, можно точно измерить квантовые выходы наконец, стационарная концентрация молекул в триплетном состоянии мала, и поэтому можно пренебречь триплет-триплетным тушением. С другой стороны, если естественное время жизни велико или тз шение сильно, эмиссия будет очень слабой [c.165]

Оказалось, что там, где была проведена проверка, эти предсказания выполнялись по крайней мере качественно, например в исследованиях тушения флуоресценции антрацена (стр. 162), рекомбинации атомов иода фотохимическим и флеш-методами (стр. 146,117) и времени жизни триплетных состояний (стр. 121) . [c.280]

Недавнее изучение флеш-методами тушения триплетов нафталина [c.280]

Копкурентпый Теплового максимума Остановки реакции Проточной открытой сйстемы Непрерывной струи Остановленной струи Ускоренной струи Перегородки Температурного скачка Скачка давления Электрического импульса Ультразвука Флеш-метод [c.17]

Полный обзор литературы по этому важному вопросу см. Джибсон [65], а также ряд оригинальных статей [41] (О2) [66] (СО, флеш-метод, см. стр. 120) [67] (СО) [68] (СО) [69]. [c.63]

Обзоры по применению флеш-метода к растворам см. [1] (методы), [2, 3] обзоры по применению к газам — [4] (методы), [5] (применение). Самая первая работа принадлежит Портеру и Уиндзору [6]. [c.114]

Флеш-метод позволяет производить измерение скоростей процессов вплоть до скоростей реакций, лимитируемых диффузией, а флеш-спектроскопия дает очень полезные (хотя не всегда убедительные) сведения о частицах, присутствующих в Jt, рз. Температуру можно снизить до —196° [9]. Благодаря высокой чувствительности фотоэлектрической фотометрии можно использовать низкие концентрации, особенно при длине светового пути 10—20 см. Можно исследовать только фотохимически инициируемые процессы, и изменение в системе при поглощении света обычно значительно. Это исключает изз чение некоторых реакций, но делает доступными для изучения другие очень интересные реакции. [c.117]

Реакции гемоглобина . Карбоксигемоглобин диссоциирует под действием света и можно экспериментально проследить за возвращением его к равновесию после вспышки. Таким путем были определены константы скорости присоединения первой и четвертой молекул СО (см. стр. 63), а также константы присоединения последней молекулы для различных других лигандов. При помощи коротких вспышек в качестве начального продукта фотораспада можно обнаружить короткоживущую быстро реагирующую форму [25], возможно, молекулу гемоглобина, которая потеряла свои лиганды за столь короткое время, что перестройка белка, обычно связанная с потерей второй молекулы лиганда, не успевает произойти [26]. Для изучения реакций цитохромоксида-зы Джибсон [27, 28] скомбинировал также флеш-метод с регенеративным методом остановленной струи по Чансу (стр. 52). [c.120]

Фотоокисление антрацена . Если растворы антрацена облучить ультрафиолетовым светом, то в них образуется стабильный димер (диантрацен). В присутствии кислорода образуется также трансаннулярная перекись антрацена. Изучение флуоресценции (стр. 163—166) показывает, что эти две реакции независимы и что СИНГ летное возбужденное состояние участвует в димеризации, но не в фотоокислении (за исключением высоких концентраций), которое должно быть приписано некоторому другому возбужденному состоянию, по-видимому, низшему триплетному состоянию. Флеш-методы подтверждают и расширяют эти выводы [6, 39—41]. На триплетное состояние не влияют столкновения с нормальным антраценом, и, следовательно, триплетное состояние пе участвует в димеризации. Одн о оно дезактивируется кислородом почти при каждом столкновении, что и следовало ожидать, если это то возбужденное состояние, которое ответственно за фотоокисление. Константы скоростей в различных растворителях порядка 10 л-молъ -сек . [c.123]

Флуоресцентные методы применяют для изучения быстрых реакций с участием фотохимически возбужденных молекул, обычно при этом добавляют вещества, которые уменьшают интенсивность флуоресценции. Эта реакция тушения конкурирует с дезактивацией, протекающей по другим механизмам и происходящей даже в отсутствие реакции (например, передача энергии растворителю). В результате устанавливается стационарное состояние, зависящее от относительных скоростей этих процессов за результирующей интенсивностью флуоресценции можно наблюдать без быстро регистрирующей аппаратуры. Из соотношения между интенсивностью и концентрацией реагента можно определить константу скорости реакции. Метод применим только к возбужденным молекулам и только к очень быстрым реакциям (стр. 160). Флуоресцентные и флеш-методы часто дают взаимодополняющую информацию о данной системе тушение флуоресценции можно использовать для изучения синглетно-возбужденных состояний в системе, триплетные состояния в которой изучают флеш-методом (ср. стр. 162, 164, 165). [c.150]

Так как Т имеет порядок 10" сек, то концентрации 10" М для тушения наполовину соответствует константа скорости 10 л-молъ -сек . Следовательно, можно детально изучить процессы, лимитируемые диффузией, как показывают приведенные ниже примеры. Одни из них зависят только от передачи энергии, другие — от обратимых взаимодействий и третьи — от необратимых фотохимических реакций. Почти во всех случаях участвуют синглетно-возбужденные состояния можно провести сравнение с поведением триплетных состояний, которые изучают флеш-методами (стр. 120). Температуру при этом можно варьировать в широких пределах. [c.160]

В случае антрацена тушение флуоресценции сопровождается необратимым окислением до трансаннулярной перекиси, но эти два процесса неносредственно не связаны. Результаты можно описать при помош и кинетической схемы, в которой тушение включает удаление энергии от синглетно-возбуяеденной молекулы, в то время как фотоокисление включает триплетное состояние с энергией ниже энергии синглетного состояния. Это подтверждается флеш-методами (стр. 123). Константы скорости тушения флуоресценции рассмотрены ниже. [c.162]

Флуоресценцию тионина в кислом водном растворе изучали в тесной связи с исследованием его фотовосстановления [43]. Эта связь возникает вследствие того, что синглетно-возбужден-ное состояние Т, которое ответственно за флуоресценцию, может переходить в низшее возбужденное триплетное состояние поведение которого можно изучить флеш-методом. Это одна из форм внутреннего тушения. Таким образом, константа /с (стр. 151) представляет собой сумму двух величин, одна из которых (к ) относится к тушению растворителем, другая ( з) — к реакции Т т. [c.164]

В отсутствие тушителей выход флуоресценции Fq был определен сравнением с родамином В и оказался равным 0,024, так что [по уравнению (8.19)] kilkf = 41. Среднее время жизни (из интегрального коэффициента экстинкции) дает kf = 1,5 X X 10 сек , следовательно, /Сг = /с2+/сз = 6,1-10 сек . Из измерений флуоресценции нельзя определить порознь величины к и кз, по из опытов с применением флеш-метода по квантовой эффективности обесцвечивания в присутствии ионов железа(П) оказалось, что это величины одного порядка. [c.165]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология