Флуорофоры

За поглощением света обычно следует несколько других процессов. Возбуждение флуорофора, как правило, происходит до некоторого высшего колебательного уровня состояний (51 либо 8 ).3в некоторыми редкими исключениями, для молекул в конденсированной фазе характерна быстрая релаксация на самый нижний колебательный уровень состояния 5 . Этот процесс называется внутренней конверсией и происходит большей частью за 10 с. Поскольку типичные времена затухания флуоресценции близки к 10 с, внутренняя конверсия обычно полностью заканчивается до процесса испускания. Следовательно, испускание флуоресценции чаще всего осуществляется из термически равновесного возбужденного состояния. Аналогично поглощению обратный переход электронов на самый нижний электронный уровень также приводит к колебательно возбужденному состоянию (рис. 1.3). Термическое равновесие достигается за время порядка [c.14]

Для явления флуоресценции известно несколько основных характеристик. Существуют и исключения, но они редки. Если какая-либо из нижеперечисленных характеристик отсутствует у данного флуорофора, можно сделать вывод о некоторых особых свойствах этого соединения. [c.15]

Время ЖИЗНИ возбужденного состояния определяется как среднее время, в течение которого молекула находилась в возбужденном состоянии до того, как вернуться в основное состояние. Обычно время затухания флуоресценции 10 ПС. Для флуорофора, описываемого диаграммой Яблонского (рис. 1.8), время затухания равно [c.20]

В противоположность этому параметры флуоресцентной спектроскопии являются чувствительными функциями всех процессов, протекающих за время жизни возбужденного состояния, причем в этих процессах могут участвовать молекулы, находящиеся в момент возбуждения на расстояниях до 100 А от флуорофора. Хотя может показаться, что 10 пс - слишком короткий промежуток времени, фактически это большое время по сравнению с вре- [c.22]

РТУТНЫЕ (%) ЛАМПЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ Излучение этих ламп более интенсивно, чем ксеноновых, но они имеют линейчатый спектр. Обычно необходимо бывает выбрать ту длину волны, которая нужна для данного флуорофора, а не наоборот. Следовательно, такие лампы годятся только в том случае, если ртутные линии имеют подходящую длину волны для воэ-буждения данного флуорофора. [c.36]

Во всех экспериментах по измерению флуоресценции важно исследовать контрольные образцы, которые во всем идентичны исследуемым образцам, но не содержат флуорофора ("холостой опыт). Такие образцы позволяют оценивать рэлеевское и комбинационное рассеяние и устранять их влияние. [c.41]

Интересно отметить, что при фронтальном освещении интенсивность при больших оптических плотностях не зависит от концентрации [ 6]. При этих условиях весь падающий свет поглощается вблизи поверхности кюветы. Фронтальное освещение хорошо также использовать для измерения оптической плотности таких образцов, как суспензии макрочастиц [ 7] и гемоглобин [ 6]. В работе [ 6] указывается, что интенсивность пропорциональна отношению оптической плотности флуорофора к оптической плотности образца. [c.56]

Для большого числа молекул флуорофора и малого временного интервала эта сумма становится следующей [c.62]

Измерение спектров и анизотропии флуоресценции в стационарном, импульсном и модуляционном режимах позволяет в настоящее время изучать широкий спектр структурных и динамических свойств молекулярных систем локализацию и доступность флуорофоров в макромолекулах, мембранах и других микрогетерогенных системах, их организацию и структуру, проницаемость, коэффициенты распределения и сегрегацию веществ в таких системах, микровязкость, вращательную диффузию и сегментальную подвижность, заторможенное и ограниченное вращение групп, процессы релаксации, димеризации, связывания, ассоциации и денатурации. Изучая релаксацию спектров и анизотропию флуоресценции, можно получить информацию о ближайшем окружении флуорофора (1-2 молекулярных слоя) изучая перенос энергии, тушение и реакции возбужденных молекул, можно зондировать уже больший объем вокруг флуорофора (до 10 нм). Как это сделать практически, можно научиться по книге Дж. Р. Лаковича. Конечно, данная область находится лишь в начале своего развития. Многие возможности пока ещё не реализованы, многие трудности и ограничения пока не до конца осозна11Ы, иногда появляется излишний оптимизм и делаются довольно смелые выводы. Со временем все эти трудности роста при широком применении флуоресцентных методов будут преодолены. Безусловно, можно надеяться, что именно флуоресцентные методы позволят получить более глубокую информацию о структуре и свойствах организованных молекулярных систем - как природных, так и синтетиче ских, - научиться управлять ими и создавать эффективные системы для преобразования солнечной энергии в химическую, записи и обработки информации, молекулярной электроники. [c.6]

Люминесценция - испускание фотонов из электронно-возбужденных состояний - делится на два типа в зависимости от природы основного и возбужденного состояний. В синглетном возбужденном состоянии электрон на энергетически более высокой орбитали и второй электрон на орбитали с более низкой энергией имеют противоположную ориентацию спинов. Говорят, что эти электроны спарены. В триплетном состоянии эти электроны не спарены, т.е. их спины имеют одинаковую ориентацию. При возвращении электрона из возбужденного синглетного состояния в основное ориентация его спина не должна меняться. Изменение ориентации спина необходимо при переходе из триплетного состояния в сииглетное основное состояние. Флуоресценция - это испускание, происходящее при возвращении спаренного электрона на более низкую орбиталь. Такие переходы квантовомеханически разрешены", а типичные величины скоростей испускания для них 10 с Ч Высокие значения скоростей испускания приводят к временам затухания флуоресценции 10-в с (10 нс). Время жизни -г это средний период времени, в течение которого флуорофор находится в возбужденном состоя-нии.Фосфоресценция- это испускание, происходящее при переходе между состояниями различной мультиплетности , как правило из возбужденного триплетного состояния в синглетное основное. Такие переходы не разрешены, и константы скорости испускания малы. Типичный диапазон времени затухания фосфоресценции - )т миллисекунд до секунд, что главным образом зависит от вклада других процессов дезактивации. В данной книге повсюду мы в первую очередь будем рассматривать более быстрый процесс флуоресценции. [c.10]

Необходимо помнить, что испускание флуоресценции - это случайный процесс и не все молекулы испускают фотоны при < = т. Время жизни - это средняя продолжительность пребы аиия в возбужденном состоянии. В примере для одноэкспоненциального затухания, приведенном в гл. 3 ,63% молекул гибнет за время = т, а 37 % - за время t > т. Время жизни флуорофора в отсутствие безызлучательных процессов, называемое собственным временем жизни, [c.20]

Флуорофоры преимущественно поглощают те фотоны, электрические векторы которых направлены параллельно моменту перехода флуорофора. Момент перехода имеет определенную ориентацию в молекуле флуорофора. В изотропных растворах молекулы флуорофоров ориентированы случайным образом. [c.21]

При возбуждении поляризованным светом селективио возбуждаются те молекулы флуорофора, для которых дипольный момент перехода при поглощении параллелен электрическому вектору возбуждающего света (см. разд. 5.2.1). [c.21]

Тушение флуоресценции молекулярным кислородом по механизму столкновений является показательным примером размеров пространственного и временного диапазонов, представляемых временем затухания флуоресценции. Если флуорофор, находящийся в возбужденном состоянии, сталкивается с молекулой кислорода, он возвращается в основное состояние без испускания фотона. Коэффициент диффузии кислорода в воде при 25°С равен 2,5 10 см /с. Среднее расстояние [ (Ах ) З, на которое может диффун-дир()1 ать молекула кислорода за 10- с, определяется уравнением Эйнштейна [c.23]

В результате спектральные характеристики флуорофоров могут дать большую информацию о динамических процессах, протекающих за время испускания флуоресценции. [c.24]

Из большого числа молекул биологических веществ многие являются природными, или естественными, флуорофорами. Мы кратко суммируем информацию о широкоизвестных флуорофорах, что дает основу для последующих глав. Такое конспективное изложение не является исчерпывающим. [c.24]

БЕЛКИ. Триптофан - наиболее интенсивно флуоресцирующая аминокислота в белках. Около 90% всей флуоресценции белков обы шо обусловлено триптофаповыми остатками. Этот природный флуорофор крайне чувствителен к полярности окружающей среды. Спектральные сдвиги часто являются следствием нескольких явлений, среди которых можно выделить связывание лигандов, ассоциацию белок - белок и денатурацию. Кроме того, максимумы испускания белков отражают среднюю доступность их триптофановых остатков в водной фазе. Белки поглощают све-г вблизи 280 нм, а максимумы спектров флуоресценции лежат в области 320 -350 нм. Времена затухания флуоресценции триптофановых остатков лежат в диапазоне 1-6 нс. [c.24]

Подводя итоги, можно сказать, что флуоресценцией обладгаот разнообразные молекулы и на спектральные свойства флуорофоров влияет целый ряд факторов и процессов. Как следствие этого, флуоресцентные методы полезны для изучения свойств растворов и биологических макромолекул. [c.28]

На измерения поляризации флуоресценции сильно влияют поляризационные характеристики монохроматоров. При этом необходимо вносить поправки на изменение эффективности каждой составляющей, выражаемое С-фак-тором (разд. 5.4). Однако и некоторые свойства голографических решеток (рис. 2.6) могут привести к трудностям при измерении поляризации флуоресценции. Предположим, например,, что нужно измерить поляризацию при длине волны испускани.я 450 нм. Эффективность пропускания перпендикулярной компоненты при этой длине волиы крайне мала, что приводит к уменьшению точности измерения. Теперь предположим, что необходимо возбудить флуорофор светом с длиной волны 370 нм. В этом случае подходит вертикально поляризованный свет. Однако измерение С-фактора обычно проводят, используя горизонтально поляризованный свет, а интенсивность этой компоненты низка. [c.40]

ХОДИТ потому, ЧТО испускание коротких длин волн поглощается антраценом. Уменьшение голубого края спектра испускания наиболее сильно проявляется для флуорофоров, у которых спектры поглощения и испускания сильно перекрываются. Флуорофоры с большим стоксовым сдвигом менее чувствительны к этому явлению. [c.58]

Рассмотрим возбуждение флуорофора бесконечно коротким импульсом света, приводящее к первоначальной заселенности возбужденного состояния флуорофоров (Л о). Скорость гибели первоначально возбужденных молекул [c.61]

Видно, что знаменатель равен т. Интегрируя числитель по частям, находим, что он равен т . Следовательно, для экспоненциальной гибели среднее время, в течение которого флуорофор находится в возбужденном состоянии, равно его времени жизни [c.63]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...