Хлорофилл перенос энергии между молекулами в растворе

Подобная миграция путем резонанса происходит не только между одинаковыми молекулами, но также между различными молекулами при условии, что они расположены достаточно близко друг к другу, и молекула, получающая энергию, поглощает свет с той же или несколько большей длиной волны, чем молекула, которая испускает свет. Допустим, что у нас имеется раствор, содержащий как хлорофилл Ъ (полоса поглощения в красной области при 640 ммк), так и хлорофилл а (полоса поглощения в красной области при 660 ммк). Если освещать этот раствор светом с длиной волны 640 ммк (при этом возбуждается главным образом хлорофилл Ъ), то при этом будет наблюдаться флуоресценция хлорофилла а, а не хлорофилла Ъ. Следовательно, хлорофилл а, обладающий несколько более низким уровнем возбуждения, получает энергию от хлорофилла Ъ. Перенос в противоположном направлении чрезвычайно маловероятен, так как для увеличения частоты кванта необходима дополнительная энергия. [c.559]

Природа долгоживущих компонент флуоресценции довольно сложна. Во-первых, молекулы хлорофилла, по тем или иным причинам не связанные с ФСЕ, обладают флуоресценцией с временем жизни тз, близким к т флуоресценции растворов пигментов (5 не). Во-вторых, попадание энергии возбуждения в закрытый реакционный центр PIQ вызывает восстановление первичного акцептора и переход РЦ в состояние P I Q . Поскольку дальнейший перенос электрона от 1 на невозможен, будет происходить рекомбинация зарядов между Р+ и с переводом Р в возбужденное состояние Р. Возникающая замедленная флуоресценция с 5i-уровня характеризуется увеличенным временем жизни, соответствующим времени рекомбинации разделенных зарядов в РЦ в состоянии P I Q (Климов). [c.300]

Подробное обсуждение механизма переноса энергии между молекулами пигмента в хлоропластах выходит за пределы данной книги. Однако некоторые понятия, широко используемые в литературе по фотосинтезу, заслуживают разъяснения. Б начале 1950-х годов такой перенос энергии связывали обычно с индуктивным резонансом. Считалось, что этот относительно медленный перенос может происходить между слабо связанными друг с другом молекулами в растворе, например между молекулами хлорофилла Ь и хлорофилла а [259] (см. стр. 31). Позже, с развитием физики твердого тела, некоторые исследователи пришли к выводу, что молекулы хлорофилла расположены в двумерной молекулярной кристаллической решетке и ведут себя подобно полупроводнику. В таком случае соседние молекулы должны взаимодействовать так сильно, что их орбитали будут перекрываться. Миграция экситона (представляемого как электрон и положительно заряженная дырка, движущиеся вместе по решетке [187]) должна при этом происходить столь быстро, что приписать этот экситон в любой данный момент какой-либо определенной молекуле не представляется возможным. Арнольд и Шервуд [4] показали, что если высушенные хлоропласты сначала осветить при комнатной температуре, а затем нагреть до 140° С, то они будут излучать свет. Такого рода результаты подтверждают представление о том, что хлоропласты— это система, обладающая свойствами твердого тела. Описанные процессы происходили бы в полупроводнике, если бы часть возбужденных электронов захватывалась дефектами кристаллической решетки, а затем в результате поглощения кванта дальнего красного света освобождалась и попадала обратно в дырки. Аналогичные явления наблюдались в опытах со све-. жими суспензиями hlorella и листьями (по техническим причинам, однако, их не удалось исследовать количественно). Было высказано предположение, что такой же механизм лежит в основе очень слабого послесвечения, наблюдаемого в темноте при нормальной температуре после освещения зеленых тканей [285]. [c.49]

Вероятность передачи этого рода решающим образом зависит от резонанса между молекулами, обменивающимися энергией, т. е. от взаимного перекрытия полосы флуоресценции донора и полосы поглощения акцептора. Это явление впервые обсуждалось Кальманом и Лондоном в применении к сенсибилизированной флуоресценции в газах. Позднее аналогичные соображения в применении к растворам были развиты Ж. Перреном [8, 10], который использовал классическую электродинамику. Ф. Перрен (И, 16] впервые попытался дать явлению квантово-механическую трактовку. Он использовал этот механизм переноса энергии для объяснения так называемой концентрационной деполяризации флуоресценции в растворе (уменьшение степени поляризации при увеличении концентрации). Впоследствии некоторые другие явления флуоресценции и фотохимии были приписаны обменным процессам этого типа и более совершенное теоретическое толкование было развито в работах Вавилова и его сотрудников [65—67], а также Фёрстером [71, 73, 76] и Арнольдом и Оппенгеймером [91]. Ввиду того, что представления о резонансном переносе энергии могут сыграть важную роль в выяснении фотохимического механизма фотосинтеза (особенно при объяснении возможной роли фикобилинов и каротиноидов в этом процессе), перечисленные работы будут более подробно рассмотрены в гл. XXX и XXXII. Здесь мы упомянем лишь о возможности тушения или возбуждения флуоресценции хлорофилла путем резонансного переноса энергии возбуждения, не требующего контакта молекул. В качестве примеров можно напомнить тушение флуоресценции красителей другими красителями (стр. 188), флуоресценцию [c.167]

Настоящая работа посвящена вопросу о возможности сенсибилизации полупроводников хлорофиллом и сходными пигментами, как имеюпщми кардинальное значение для фотобиохимических процессов. Сенсибилизация фотоэффекта неорганических полупроводников при помопщ таких молекул открыла бы новые возможности исследования идунщх под действием света процессов обмена энергией и электронами между молекулой пигмента и полупроводником, представляюпщх принципиальный интерес для задачи разработки приемов искусственного фотосинтеза. Ранее [3] было обнаружено для пленок хлорофилла и фталоцианинов на электродах в растворах электролитов возникновение фотоэлектрохимических потенциалов, характерных для фотореакций переноса электрона. [c.194]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология