Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Лазуркина Ю.С. -> "Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот" -> 70

Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот - Лазуркина Ю.С.

Лазуркина Ю.С. Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот — Наука, 1967. — 343 c.
Скачать (прямая ссылка): fizmetodiisledovaniyabelkov1967.djvu
Предыдущая << 1 .. 64 65 66 67 68 69 < 70 > 71 72 73 74 75 76 .. 133 >> Следующая

Разделение явлений люминесценции на явления флуоресценции и фосфоресценции было широко распространено в физике еще несколько десятилетий назад и бытует и сейчас среди лиц, более далеких от физики. Первоначально под флуоресценцией разумели свечение «мгновенное», т. е. исчезающее «сразу» после прекращения возбуждения, а под фосфоресценцией — свечение, продолжающееся еще некоторое более или менее длительное время после прекращения возбуждения. Этому различию приписывали определенный физический смысл. Однако после того, как было показано, что люминесценция всегда характеризуется некоторой конечной и измеримой длительностью свечения и этот факт лег в основу самого определения явления, термины «флуоресценция» и «фосфоресценция» в их первоначальном определении потеряли строгий смысл. Их можно, конечно, употреблять и сейчас для грубой качественной характеристики явления, но только в таком же условном и относительном смысле, в каком мы говорим о «горячих» и «холодных» телах.
Нужно отметить, что и практическая грань между явлениями «флуоресценции» и «фосфоресценции» в указанном смысле все больше стирается. С одной стороны, сейчас существует ряд синтетических типичных фосфоров с длительностью послесвечения до 10-7 сек. С другой стороны, типичные «флуоресцирующие» вещества (растворы сложных органических молекул) в определенных условиях обладают послесвечением с длительностью в десятки секунд.
Наиболее глубокая физическая классификация явлений люминесценции была дана С. И. Вавиловым [51], который различал три типа люминесцентного излучения.
1. Излучение, возникающее при спонтанном (не зависящем от внешних условий) переходе молекулы из состояния с большей
в состояние с меньшей энергией. К этому классу явлений, которые целесообразно называть флуоресценцией, относится свечение растворов многих органических веществ, представляющее для нас наибольший интерес. Длительность этих процессов свечения обычно лежит в пределах от 10^8 до 10-10 сек.
2. Излучение, в процессе которого происходит переход молекулы на промежуточный метастабильный (долгоживущий) уровень, куда молекула попадает и откуда она может выйти только вынужденным путем, например, при соударениях. Длительность этих процессов свечения имеет обычно значения от 10~3 сек до десятков секунд. Примером явления такого рода может служить длительное послесвечение органических соединений в твердых средах, замороженных и вязких растворах. Вавилов предложил для этих явлений наименование «длительное послесвечение». Некоторые авторы говорят в этих случаях о «длительной флуоресценции», хотя против этого термина есть известные возражения. Мне представляется наиболее удачным термин «ме-тастабильная», или «триплетная», флуоресценция. Во всяком случае не следует называть эти явления «фосфоресценцией», хотя такое наименование встречается, к сожалению, довольно часто.
3. Рекомбинационное свечение, при котором первичным результатом действия возбуждающего свечение агента является не переход молекулы в возбужденное состояние, а отрыв электрона от люминесцирующего центра с последующей рекомбинацией электронов и ионизированных центров свечения. Именно для этих явлений целесообразно сохранить термин «фосфоресценция», так как именно здесь, в различии механизмов первичного акта поглощения света, можно провести строгую границу между терминами «флуоресценция» и «фосфоресценция». Последняя в указанном строгом смысле слова имеет место преимущественно в обширном классе кристаллических веществ (фосфоров или точнее кристаллофосфоров). В- биологии эти явления пока не получили применения, и мы на них останавливаться не будем.
Предпосылки для применения флуоресценции к изучению биологических структур и функций. В рамках настоящей статьи мы ограничимся только ознакомлением с основными характеристиками флуоресценции растворов сложных органических молекул. Особое значение именно этого круга явлений люминесценции для биологии и биохимии обусловлено тем, что из всех сложных органических молекул способностью люминесцировать (в растворах и в парах) обладают только молекулы с более или менее развитыми системами сопряженных связей, т. е. молекулы ароматические или гетероциклические, а также полиены. Особенностью электронного строения этого класса молекул является наличие у них системы коллективизированных я-электронов, которые не связаны с
отдельными атомами, а принадлежат молекуле как целому. Возбужденные уровни этой системы я-электронов обладают той относительной стабильностью, которая, как мы видели, необходима для того, чтобы молекула могла флуоресцировать. Эти же я-электроны в первую очередь определяют и все наиболее существенные химические и физико-химические свойства молекул этого класса. Причина этого в том, что я-электроны слабее связаны с молекулой, чем не коллективизированные ст-электроны, определяющие жесткий скелет молекулы, в рамках которого разыгрываются события в я-электронном облаке.
С другой стороны, очень важно то, что именно к этому классу веществ с сопряженными связями (я-электронами) относится большинство соединений, играющих основную роль в биохимических процессах и входящих в состав основных структур, ответственных за важнейшие явления жизнедеятельности. Достаточно указать на то, что к этому классу веществ относятся все четыре азотистые основания, из которых построены нуклеиновые кислоты, три важнейшие аминокислоты, входящие в состав всех функционально важных белков, все коферменты, многие витамины и гормоны, наконец пигменты, участвующие в преобразованиях световой энергии (хлорофилл и зрительные пигменты) . Внутренняя связь между этой важной биологической ролью соединений с сопряженными связями и относительной стабильностью их возбужденных состояний сейчас еще не вполне ясна. Быть может, в известной мере она связана с тем, что важную роль в биологической активности этих соединений играет их способность легко отдавать и принимать электроны, т. е. выступать в качестве трансмиттеров (доноров и акцепторов) электронов.
Предыдущая << 1 .. 64 65 66 67 68 69 < 70 > 71 72 73 74 75 76 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed