Исследование биологических макромолекул электрофокусированием иммуноэлектрофорезом и радиоизотопными методами - Остерман Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
Энергия возбуждения его молекул заметно ниже, чем у любого из названных выше ароматических растворителей. Соответственно меньше и энергия испускаемого кванта света, т. е. больше Длина его волны. Максимум спектра флюоресценции ППО лежит вблизи 363 нм.
Сцинтиллятор вносят в небольшой концентрации — примерно 0,5%. Поэтому, казалось бы, вероятность того, что 0-частица столкнется с молекулой ППО, невелика, и участие его в явлении сцинтилляции должно быть весьма скромным. Однако это не Так. Оказывается, что практически все высвечивание энергии возбуждения молекул растворителя идет через ППО! Чтобы понять, каким образом это происходит, вспомним, что «время жизни» возбужденного состояния молекул ароматического растворителя равно 10-9—10_s с. Между тем, время между двумя столкновениями каждой молекулы растворителя с другими молекулами совсем ничтожно — порядка 10-13 с. Это означает, что, еще находясь в возбужденном состоянии, молекула растворителя почти наверняка столкнется с другой, скорее всего невоз-Ьужденной молекулой. Суть дела в том, что при таких столкновениях очень часто энергия возбуждения передается от одной молекулы к другой. Последняя также находится в возбужденном состоянии в течение 10-9 с и за это время испытывает множество соударений, в ходе которых передает свою избыточную энергию следующей молекуле, и т. д. Таким образом, энергия возбуждения мигрирует {без высвечивания!) от молекулы к молекуле по всему объему растворителя.
Рано или поздно (но в масштабах тех интервалов времени, которые названы выше) произойдет столкновение и передача энергии от молекулы растворителя к молекуле сцинтиллятора. Как мы отметили, энергия возбуждения сцинтиллятора меньше, чем растворителя. Излишек энергии превратится в тепло, а молекула ППО окажется в возбужденном состоянии. В этом состоянии она тоже будет испытывать множество соударений с молекулами растворителя, но передать им свою «лишнюю» энергию не сможет, так как для возбуждения молекулы растворителя необходима большая энергия, чем та, которой располагает Молекула сцинтиллятора. Его молекулы выполняют, таким образом, роль «ловушек» энергии возбуждения. Очень быстро вся энергия, переданная р-частицей в виде возбуждения молекулам растворителя, будет захвачена «ловушками». Не имея возможности избавиться от этой энергии путем столкновений, молекулы сцинтиллятора по истечении времени жизни своего возбужденного состояния будут высвечиваться с более приемлемой для регистрации длиной волны.
Может возникнуть вопрос — а не использовать ли для регистрации радиоактивного p-распада чистый сцинтиллятор? Но ППО —твердое вещество, и растворитель здесь необходим.
Длина волны флюоресценции ППО была названа нами «более приемлемой», И все же она тоже слишком коротка. Макси-
Рис. 47. Соотношение спектров флюоресценции толуола (/), ППО (2) и ПОПОП (5) с типичной кривой спектральной чувствительности <ЬЭУ (пунктир)
F — интенсивность флюоресценции; 5 — чувствительность ФЭУ (в условных единицах)
мум спектральной чувствительности ФЭУ лежит в области 390-*-460 нм, т. е. в еще более длинноволновой, чем максимум флюо-ресценции ППО, хотя перекрывание их спектров имеет место (рис. 47).
Для обеспечения дальнейшего сдвига спектра флюоресценции в длинноволновую область в раствор вводят еще один сцив-тиллятор — «вторичный» (ППО в этом случае можно именовать «первичным» сцинтиллятором). Это — еще более сложное ароматическое соединение, с еще более низким уровнем энергии возбуждения; его спектр флюоресценции соответственно сдвинут еще «правее» (см. рис. 47). Передача энергии возбуждения от первичного сцинтиллятора к вторичному идет, в основном, по тому же, описанному выше механизму. Опять-таки может возникнуть вопрос о полной замене одного сцинтиллятора на другой. Однако это невозможно ввиду очень малой растворимости вторичных сцинтилляторов. Обычно их используют в концентрациях около 0,01 %.
Среди вторичных сцинтилляторов наибольшее распространение получил п-быс[2-(5-фенилоксазоил)] бензол, или, как его сокращенно называют, ПОПОП (англ. РОРОР). Максимум флюоресценции ПОПОП лежит вблизи 417 нм. Диметил-ПОПОП (CHj-группы в положениях 4 обоих колец оксазола) несколько лучше растворим, чем ПОПОП, и столь же эффективен. Есть еще целый ряд соединений, разработанных фирмами, стремящимися максимально повысить эффективность счета (см. ниже) в предлагаемых ими сцинтилляторах. Впрочем, выигрыш оказывается очень невелик.
попои
Отметим только своеобразный сцинтиллятор «Butyl PBD» фирмы «NEN». По уровню энергии возбуждения и длине волны флюоресценции он приближается к рассмотренным вторичным сцинтилляторам, однако его растворимость в толуоле достигает 61 r/л при 0°.
Рецепты приготовления различных сцинтилляторов в лабораторных условиях, а также марки и характеристики готовых продажных сцинтилляторов приведены ниже. Сейчас же, в заключение первого знакомства с явлением сцинтилляции, обратим внимание на то важное обстоятельство, что хотя р-частица на своем пути испытывает сотни и тысячи следующих друг за другом соударений, скорость ее полета столь велика, а время трансформации этих соударений в импульсы света столь мало, что при каждом прохождении (J-частицы через сцинтиллятор фотоумножитель регистрирует только один «слитный» импульс света. На этом и базируется возможность счета числа {1-частиц, испускаемых радиоактивным препаратом.
