Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот - Лазуркина Ю.С.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 13 изображены кривые дисперсии оптической активности [а] и кругового дихроизма [гь — е ] для куновской модели
при разных величинах расщепления частот coi и о>2. Кривые (см.
рис. 13) построены с учетом затухания. В случае системы со многими собственными частотами со,- формула (27) обобщается естественным образом:
[а]и = со2 2----— , (28)
, <0? -СО*
где Ri называется силой вращения i-перехода. Сумма берется по всем полосам поглощения системы. При этом имеет место соотношение:
2 = 0, (29)
i
называемое правилом сумм. Формула (27), очевидно, подчиняется этому правилу.
Чаще всего дисперсию оптической активности измеряют в зависимости от длины волны % = 2лс . Легко перейти в формулах (27)
10
и (28) от со к к. Формула (28) примет вид:
№ = 2~т-’ (30)
i " Ы
где щ = Формула (30) впервые получена Друде и носит его
имя,
б. Методы измерения вращения плоскости поляризации
Современные приборы являются однолучевыми, измерения производятся нулевым методом, т. е. установкой на минимум интенсивности света, прошедшего через поляризатор, исследуемый образец и анализатор, причем световой сигнал регистрируется фотоэлектрическим методом.
фзу
Рис. 14. Блок-схема спект.рополяриметра с ячейкой Фарадея в качестве модулятора
1— источник света; 2 — конденсор; 3 — монохроматор; 4 — конденсор;
5 — поляризатор; 6 — модулирующая ячейка; 7 — термостатируемый держатель образца; 8 — анализатор; 9 — фотоумножитель; 10 — усилительное устройство; 11 — генератор
Преимущества нулевого метода общеизвестны: устранение влияния нестабильности источника света, нестабильности коэффициента усиления электрической части прибора и — самое главное— устранение изменения пропускания света исследуемым образцом. Для увеличения точности установки на минимум используются модуляционные устройства, обусловливающие качание плоскости поляризации около нулевого положения и являющиеся, таким образом, известными аналогами полутеневых устройств визуальных приборов. Преимущества усиления на переменном токе также общеизвестны.
Все современные фотоэлектрические спектрояоляриметры, позволяющие производить измерение поворота плоскости поляризации с точностью ~10~3 град, работают на этом принципе. Блок-схема спектрополяриметра представлена на рис. 14. Источниками света в спектральной области 180—700 ммк служат ксе-
ноновые или криптоновые лампы сверхвысокого давления. Водородные лампы позволяют работать в области спектра 180— 400. ммк. В последнее время разработаны дейтериевые лампы, дающие возможность работать в более далекой ультрафиолетовой области спектра (— 160 ммк). Свет от источника фокусируется конденсором (2) на входную цель монохроматора (5). В последнее время все чаще стали применять двойные монохроматоры с целью снизить до минимума рассеянный свет в приборе. Как было показано [26], рассеянный свет в приборе приводит к различным артефактам при измерении вращения плоскости поляризации в области сильного поглощения света в веществе. Поскольку именно монохроматор есть основной источник рассеянного света в приборе, его выбор должен производиться особенно тщательно. Далее за монохроматором следует конденсор (4), формирующий параллельный или близкий к параллельному пучок света, который используется непосредственно в поляриметре. За конденсором расположен поляризатор (5). В настоящее время в качестве поляризатора и анализатора (8) используются призмы различных типов и из различных материалов. В видимой и ближней ультрафиолетовой областях спектра (до ~240 ммк) используются призмы из исландского шпата (кальцита). В более коротковолновой области спектра исландский шпат сильно поглощает и призмы изготовляются из кристаллического кварца. В последнее время стали изготовлять призмы из АДП (кристаллы диаммониевой соли фосфорной кислоты). Этот материал обладает пропусканием до —¦ 150—160 ммк. Основной его недостаток — гигроскопичность.
Следующим элементом поляриметра является модулятор (6). Его действие сводится к тому, что он поворачивает с определенной частотой плоскость поляризации света, выходящего из поляризатора, на определенный угол в ту и другую сторону (по часовой стрелке и против) относительно плоскости поляризации поляризатора. Существуют несколько типов таких устройств.
1. Ячейка Фарадея, представляющая собой кювету с веществом, помещенную в переменное магнитное поле.
2. Механическое устройство, позволяющее помещать в пучок света попеременно пластины из левого и правого кварца.
3. Механическое устройство, качающее одну из призм — поляризатор или анализатор.
За модулятором находится держатель образца (7). Обычно это приспособление снабжено термостатирующим устройством. После анализатора (§), представляющего собой также поляризационную призму, свет попадает на фотоумножитель (9).
