Тушение флуоресценции

Флуоресценция (её квантовый выход), как было показано выше, зависит от наличия других конкурирующих процессов, ведущих к дезактивации возбужденных состояний. Поэтому, по интенсивности флуоресценции можно судить о присутствии тушащих веществ, переноса энергии возбуждения или фотохимическом процессе.

В присутствии некоторых веществ интенсивность флуоресценции и фосфоресценции флуорофора существенно уменьшается. Этот эффект называется тушением флуоресценции (фосфоресценции). Тушение может происходить по двум механизмам:

А. Динамическое тушение, уравнение Штерна-Фольмера.

Динамическое тушение - это процесс тушения флуоресценции при взаимодействии молекулы флуорофора, находящейся в возбужденном состоянии S , с молекулой тушителя Q. Он аналогичен по кинетике бимолекулярной реакции:

где k'q бимолекулярная константа тушения. Поскольку концентрация тушителя постоянна, реакцию можно рассматривать как псевдомономолекулярную

Мономолекулярная константа тушения kq = k'q[Q], где - [Q концентрация тушителя. Квантовый выход флуоресценции в отсутствие тушителя:

с тушителем: отсюда

, или , где г- время жизни без тушения.

Этой формулой описываются и соотношения интенсивностей

флуоресценции и времен жизни возбужденных состояний

Оно описывает зависимость динамического тушения флуоресценции от концентрации тушителя (уравнение Штерна-Фольмера) и используется для определения концентрации Q (при известном zk'q) или

для определения т при известном

Уравнению соответствует график Штерна-Фольмера - зависимость отношения квантовых выходов флуоресценции от концентрации тушителя q. Рис.4.4.

График Штерна-Фольмера.
-концентрация тушителя при тушении в 2 раза

Рис.4.4 График Штерна-Фольмера. -концентрация тушителя при тушении в 2 раза

Если в опыте с тушением определена концентрация [Q], соответствующая тушению на . Отсюда,

зная k'q, можно определить г. Для сильных тушителей kq = кди(рф -

диффузионной константе (около Ю10 для водных растворов при 20°С). Определение этой константы из опытов по флуоресценции позволяет судить о величине и форме молекул флуорофора или связанных с ним других молекул, вязкости внутриклеточной среды и др. параметрах.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >