510 likes | 676 Views
OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25. 1.2. Nem-lineáris lézerspektroszkópia (KT) 1. 3. Fotodinamikus terápia (VT) 1.4. Cirkuláris dikroizmus spektroszkópia (KM) 1. 5. Fotokróm anyagok (BP). ALAPISMERETEK (vizsgára, doktori szigorlatra átismételni).
E N D
OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25. 1.2. Nem-lineáris lézerspektroszkópia (KT) 1. 3. Fotodinamikus terápia (VT) 1.4. Cirkuláris dikroizmus spektroszkópia (KM) 1. 5. Fotokróm anyagok (BP)
ALAPISMERETEK(vizsgára, doktori szigorlatra átismételni) Kémiai anyagszerkezettan V. OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA (Optsp05) VI. A MOLEKULÁK FORGÓMOZGÁSA (Forgo05) VII. A MOLEKULÁK REZGŐMOZGÁSA (Rezgo05) VIII. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE (Molel05) X. LÉZEREK, LÉZERSPEKTROSZKÓPIAI MÓDSZEREK (Lezer05)
Festékpróbák Fluoreszkáló próbák Abszorbeáló próbák
Reichardt’s dye „charge transfer” festék C. REICHARDT, Chem. Rev. 94, 2319-2358 (1994)
A Reichardt-festék abszorpciós színképe 90 %-os (m/m) glicerin-víz elegyben (GW), ionos folyadékban (IL), acetonitrilben (ACN) és diklórmetánban (DCM). K.A. Fletcher, Green Chem. 3, 210-215 (2001)
Oldószer polaritás S1 = 810 nm Ph-O-Ph = 453 nm H2O S0
skála Az oldószer polaritását jellemzi.
Szolvatokromizmus: a szín függ az oldószertől Termokromizmus: A szín függ a hőmérséklettől Etanolban + 78 C max = 568 nm - 78 C max = 513 nm Piezokromizmus: A szín függ a nyomástól Etanolban 1 bar max = 547 nm 10 kbar max = 520 nm
A fluoreszcencia-mérés előnyei az abszorpcióméréssel szemben 1. Nem kell átlátszó minta 2. Nagyobb érzékenység 3. Háromszoros szelektivitás - gerjesztési hullámhossz szerint - emissziós hullámhossz szerint - lecsengési idő szerint Hátrány: a vegyületeknek csak kis hányada fluoreszkál
Fluoreszcens festékpróbák J. R. LAKOWICZ, Principles of Fluorescence Spectroscopy, 2nd Edition, Kluwer Academic, London, 1999
Vázlat • Műszerek • stacionárius spektrofluoriméter • időkorrelált egyfoton-számlálás • Statikus kioltás • dinamikus kioltás • oldószer polaritás / hőmérséklet / viszkozitás hatása • Lippert-egyenlet • vibrációs relaxáció • oldószer relaxáció • kettős fluoreszcencia • feherjék fluoreszcenciája / triptofán • FRET • rotációs diffúzió (orientációs relaxáció)
Spektrofluoriméterek • stacionárius • időfelbontásos (F mérése, időkorrelált egyfoton-számlálás)
Időkorrelált egyfoton-számlálás
M + h M + h M + M* M + Q
A dezaktiválódás sebessége és fluoreszcencia-hatásfoka Kioltó nélkül Kioltóval
Oldószer polaritás S1 S0
- - - - + G v. E _ + + + + 2a Polaritás hatása: Lippert-egyenlet
Lippert-egyenlet - - - - + G v. E _ + + + + 2a
Naftilamin-származékok Stokes eltolódása Lakowicz, p. 191
Hőmérséklet hatása: folyamatok Jablonski-diagramon vibrációs relaxáció 10-12 s oldószer relaxáció 10-10 s S1 emisszió 10-9 s abszorpció 10-15 s S0 oldószer relaxáció
CH 3 + CH N(CH ) CH 2 3 3 2 CH (CH ) C 3 2 14 O Patman A Prodan lipofilizált + ionos változata
IF 500 400 [nm] Lakowicz, p. 199 • Oldószer relaxáció sebessége kisebb, ha csökken a hőm. • a sáv -30C-on a legszélesebb: kettős fluoreszc.
Kettős fluoreszcencia DMANCN fl. Színképe etilénglikolban Lakowicz, p. 201
Fluoreszkáló aminosavak fenil-alanin tirozin triptofán
Triptofán abszorpciós és emissziós spektruma (víz, pH 7) Lakowicz, p. 446
A triptofán környezetének hatása fehérjék fluoreszcencia spektrumára • Apoazurin Pfl • T1 ribonuklease • staphillococcus nuclease • glucagon Lakowicz p. 453
Rezonancia energia-átadás (Förster resonance energy transfer = FRET) Távolságmérés fluoreszcenciával! Mikroszkóppal a hullámhossztól függő, UV-fénnyel ~ 200 nm-es felbontás érhető el FRET: 2-10 nm-es távolságok érzékelhetők
Donor festék – akceptor festék, D fluoreszc. tartománya átfed A absz. tartományával.
Ha D és A távolsága kicsi, FRET, D-t gerjesztve az A fluoreszkál A hatás 1/r6-nal arányos
Példa: DNS –foszfolipid kölcsönhatás vizsgálata C. Madeira, Biophys. J. 85, 3106 (2003)
Akceptor Donor: EtBr (etidium bromid)
BODIPY fluoreszcencia EtBr abszorpció
- - - - + G v. E _ + + + + 2a Festékmolekula orientációs relaxációja
Hidrodinamikai súrlódás járuléka Stokes-Einstein-Debye egyenlet
Níluskék festék fluoreszcenciája ioncserélő gyantán Habuchi et al., (Sapporo), Anal. Chem. 73, 366-372 (2001) Gyanta: sztirol - divinilbenzol kopolimer Keresztkötések gyakorisága () 8 % divinilbenzol Ioncserélő csoport: Na-szulfonát