Лекции Погосяна одним файлом (1123231)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лекция 1Спектрофотометрия иэлектронные уровни молекулСпектр солнечного излученияUV-AIR1.20.90.60.30300Irradiance (W m-2 nm-1)1.5350400450500550600Wavelength (nm)650Visible range700750800E =hc/λ•••••••Вид излучения, диапазон, нмДлина волны, нмИК-излучение (свыше 740 нм)Красный свет, (647-740)Зеленый свет, (491-550)Синий свет, (424-491)УФ-излучение (короче 400 нм)1400680520460254Энергиякванта, эВ0,881,822,142,74,88Эйнштейн, Эйнштейн,ккал/моль кДж/моль20,485,542,117655,023062,2260112,5470Закон Бугера-Ламберта-Беракоэффициент пропускания Т=I1/Ioкоэффициент проглощения (1 - Т)оптическая плотность D = -lgT = εcl,где ε-мольный коэффициент поглощения [л/моль см],с-концентрация [моль/л]Зависимости коэффициента поглощения (т) иоптической плотности (D) от концентрации хромофораа – Схема матричного спектрофотометра (оптическогомногоканального анализатора – ОМА);б – Миниатюрная версия ОМА (USB 2000, Ocean Optics)A Fiber-Optics spectrometerfor reflection measurementsОпределение концентраций NAD и NAD HЭлектронные переходы в биомолекулах(диаграмма Яблонского)oxyHb(Fe2+)metHb(Fe3+)Optical absorptionspectra of oxyhemoglobin (Fe2+ ; S=0)Absorption spectrum ofMethemoglobin andHemoglobinCh No 9Oxy-Hb3.51.83.01.71.62.0A bsorptiona b s o r p tio n2.51.51.51.41.01.30.51.20.0400450500550600Wavelength (nm)650700400450500550600Wavelength (nm)650700Спектр поглощения раствора:1 – экспериментальный;2 – кажущееся поглощение из-за светорассеяния;3 – истинное поглощение:кривая 1 минус кривая 2Концентрация бактерий,определенная по рассеянию(ослабление интенсивности сета вычислено как оптическаяплотность при 650 нм).А(λ) = А2(λ) - [ А2(800)/( А2(800) - А1(800)]*[ А2(λ) - А1(λ)],где А1(λ) - вблизи входного окна интегрирующей сферы и А2(λ) на некоторомрасстояниях от неё, А1(800) и А2(800) – оптические плотности при 800 нм.1,4far1,2close10,80,60,40,20400450500550600650700750800Отражение и пропускание светаИзмерение пропускания, отражения и поглощенияIoПропускание(T, Transmission)1=T+R+AПоглощение(A, Absorption)IoОтражение(R, Reflection)Спектры пропускания, отражения и поглощениялиста1000Reflectance602040Absorption40602080Reflectance (%)Transmittance (%)80Transmittance0400500600700800Wavelength (nm)100Фенольные соединения высших растений,обладающие фотозащитным действиемPhenolic acidsHOO1.2Chlorogenic acidOHAnthocyaninsOHOOHAbsorbanceHOOCOH0.8OHHOOOOHOHOHOGlucoseCyanidin-3glucosideOGlucoseRhamnoseRutin0.4250O+HOFlavonolsOHHO300350400450500Wavelength (nm)550600650Aloe arborescens40Reflectance (%)35302520151050400450500550600650700Wavelength (nm)750800850502.5402.0301.5201.0100.50400450500550600650Wavelength (nm)7000.0750Standard deviationReflectance (%)Спектры отражения листьев клёна(Acer platanoides L.)Cotoneaster integerrimus L.

(осенние листья)GreenRedReflectance (%)402035060400450500550600Wavelength (nm)650[Chl]=(R800/R678)-1[Anth]=R800/R550-R800/R700[Chl]=(R800/R550)-1[Chl]=(R800/R700)-180[Car]=R800/R520-R800/R550[Flv]=R800/R410-R800/R460Алгоритмы для определение пигментов in situ0700750100R800Reflectance, %8060R70040R6782000246810212Chlorophyll a+b, nmol/cmReflectance at 700 nm, %8060AnthocyaninfreeAnthocyanin40 containingy = 1.086x + 1.0622r = 0.952000204060Reflectance at 550 nm, %8035.20ecnraosbA25.10.50463m005aW4506,mhglnev05vaW506,mhglneсиР.6ecnraosbA.50507m043.2054.1032m017005Закон смещения ВинаЛекция 2Отражение и пропускание светаИзмерение пропускания, отражения и поглощенияIoПропускание(T, Transmission)1=T+R+AПоглощение(A, Absorption)IoОтражение(R, Reflection)Спектры пропускания, отражения и поглощения листа1000Reflectance602040Absorption40602080Reflectance (%)Transmittance (%)80Transmittance0400500600700800Wavelength (nm)100Фенольные соединения высших растений, обладающие фотозащитным действиемPhenolic acidsHOO1.2Chlorogenic acidOHAnthocyaninsOHOOHAbsorbanceHOOCOH0.8OHHOOOOHOHOHOGlucoseCyanidin-3glucosideOGlucoseRhamnoseRutin0.4250O+HOFlavonolsOHHO300350400450500Wavelength (nm)550600650Aloe arborescens40Reflectance (%)35302520151050400450500550600650700Wavelength (nm)750800850502.5402.0301.5201.0100.50400450500550600650Wavelength (nm)7000.0750Standard deviationReflectance (%)Спектры отражения листьев клёна (Acer platanoides L.)Cotoneaster integerrimus L.

(осенние листья) GreenRedReflectance (%)402035060400450500550[Chl]=(R800/R678)‐1[Anth]=R800/R550‐R800/R700[Chl]=(R800/R550)‐1[Chl]=(R800/R700)‐180[Car]=R800/R520‐R800/R550[Flv]=R800/R410‐R800/R460Алгоритмы для определение пигментов in situ0600Wavelength (nm)650700750100R800Reflectance, %8060R70040R6782000246810212Chlorophyll a+b, nmol/cmReflectance at 700 nm, %8060AnthocyaninfreeAnthocyanin40 containingy = 1.086x + 1.0622r = 0.952000204060Reflectance at 550 nm, %80Люминесценцией называют избыток излучения над равновесным при условии, что это излучение по длительности превышает период световых колебаний.Закон смещения ВинаЭмиссионные свойства некоторых флуоресцентных меток и их молекулярное строение.Электронные переходы в биомолекулах (диаграмма Яблонского)• Спектр люминесценции – зависимость интенсивности люминесценции от длины волны при постоянной длине волны возбуждающего излучения.• Спектр возбуждения люминесценции – зависимость интенсивности люминесценции от длины волны возбуждающего света.• Квантовым выходом люминесценции (η) называют вероятность перехода возбужденной молекул в основное состояние с испусканием кванта излучения.Временем жизни возбужденного состояния вещества считается время, за которое количество возбужденных молекул снижается в е раз (е = 2,71).Законы люминесценции••••Закон Стокса: спектр люминесценции лежит в более длинноволновой области, чем спектр поглощения того же соединения.Правило Каши: спектр люминесценции не зависит от длины волны возбуждающего излучения (способа возбуждения).Закон Вавилова: квантовый выход люминесценции не зависит от длины волны возбуждающего излучения (способа возбуждения).Правило Левшина: спектры флуоресценции по форме зеркально симметричны длинноволновой полосе спектра поглощения, если они построены в шкале частот (энергий).Принцип Франка‐КондонаЗа время электронного перехода расположение ядер не успевает изменитьсяЗакон СтоксаСпектр поглощения и флуоресценции раствора хлорофиллаЗависимость интенсивности флуоресценции от концентрации флуорофора Iл = Iо η (1‐Т)= Iо η (1‐10‐εсl)• Эффект экранирования вызван поглощением части возбуждающего света посторонними веществами и приводит к уменьшению количества фотонов поглощаемых флуорофором, а следовательно и к снижению интенсивности люминесценции.• Реабсорбция – это поглощение квантов люминесценции в толще самого образца. Как правило, реабсорбция наблюдается в объектах с большой оптической плотностью. Реабсобция приводит к ослаблению интенсивности люминесценции в коротковолновой части спектра и искажению спектра люминесценции.Лекция 3Люминесценция илюминесцентные методыпродолжениеНабор флуоресцентных зондов для исследования свойств мембранна разном расстоянии от поверхности мембраны.Влияние микроокружения на спектры иквантовый выход флуоресценции• Зависимость максимума спектра флуоресценциидиметиламинохалкона (ДМХ) от полярности растворителя••••••РастворительГептанТолуолБутанолМетанолВодаДиэл.

Проницаемость (ε)1,92,417,732,780λ (нм)436472545547560рН-зависимость спектров флуоресценции зондаSNARF-1 при разных условиях возбужденияПроцесс энергии возбуждения ХЛ* идет тремя путями:в тепло с константой kd,во флуоресценцию с константой kf,на фотохимический перенос электрона с константой kp.kd←kfХЛ*→↓ kpКвантовый выход η и время жизни τ флуоресценции хлорофилла ФСА:ηkfk f  kd  k p1τk f  kd  k pЕсли перенос электрона от возбужденного состояния ХЛ наQa невозможен и kp=0, то ηm -kfk f  kdХлорофиллФотосинтезРЦФотосинтезФлуоресценцияМеханизм разделения зарядов в ФС2:. -12. -102-3 10 с.... -82-3 10 с.-.+.2 10 с.+.-.

-.-.+...Z Р680* ФФ Qa → Z Р680 ФФ Qa → Z Р680 ФФ Qa → Z Р680 ФФ Qa...-.+.+.-. -.*..-Z Р680 ФФ Qa + hυ →Z Р680 ФФ Qa → Z Р680 ФФ Qa → Z Р680 ФФ QaФлуоресценция фитопланктона,использование погружного зонда флуориметра1-ая слабаявспышка –измерение Fo,2-ая мощная – Fm.По Fo судят оконцентрациихлорофилла,по Fo/Fm – офотосинтетическойактивностихемилюминесценцияМеханизм хемилюминесценцииLOO· + LOO· -> LOH + L=O* + O2L=O* -> L=O + hn1 (слабое свечение; j = 10-4)L=O* + А -> L=O + А* (перенос энергии)А* -> А + hnA (яркое свечение; j = 10-2 - 10-1)Хемилюминесценция люминолаБиоллюминесценция••Биолюминесценция светлякаЗдесь AMP – аденозинмонофосфат, PP – пирофосфат, E –люцифераза, LH2 – люциферин, P* и P – продукт реакции(оксилюциферин) в возбужденном и основном состояниях,соответственно.Механизм люциферин-люциферазной р-цииБиолюминесценция светящихся бактерий•Здесь E – люцифераза, -OOH – гидроперекисная группа,RCOOH - алифатический альдегид, RCOOH – жирная кислота,образующаяся при окислении альдегида.ЯМРЭПРЛекция 4Свободные радикалы, активныеформы кислорода.Методы радиоспектроскопии:ЭПР и ЯМРСвободные радикалы— частицы (как правило,неустойчивые), содержащие один или нескольконеспаренных электронов на внешней электронной оболочке.• Радикал может образоваться в результате потери одногоэлектрона нерадикальной молекулой: D→ e- + D+·• или при получении одного электрона нерадикальноймолекулой: A + e- → A¯• Радикалом может быть электронейтральная молекула:НО·, Cl ·• органические радикалы:-.О2 супероксидный анион-радикал.ОН 2 гидропероксидный радикалАктивные.НО гидроксильным радикаломФормыО2 синглетный кислородКислородаН2О2 перекись водорода(АФК)1Образование АФК в процессе одноэлектронного восстановления О2 до Н2О--.-+-+.-+О2 + е → О2 + [е +2Н ] → Н2О2 + [е +Н ] → НО + Н2О + [е +Н ]→ 2Н2О+↓+Н (рК=4,9).НО2О2-.

+ О2-. +2Н+→ Н2О2 + 3О2 (1О2) дисмутация радикаловСОД+3-.-.О2 + О2 +2Н → Н2О2 + О2-..(супероксиддисмутаза)-Н2О2 + О2 → НО + О2 + НО цикл Хабера-Вайса3+-.12+Fe + О2 → Fe + О2.Fe2+ + Н2О2 → Fe3++ НО + НОКсантиноксидазаКсантин +2О2 → Мочевая кислота + 2(О2-.)• Гиперицин – один из природных красителей,обладающих фотодинамическим действиемГиперицинHypericum perforatum (Зверобой)Перекисное окисление липидов..Х + RH → R + XH,где Х* - свободный радикал какого-либо соединения,RH – неокисленный липид, R* - алкильный радикаллипида, ХН – неактивное соединение..R + O2 → ROO.. продолжение и разветвление цепи.ROO + RH → R.

+ ROOH..ROOH → RО + НО2+.ROOH + Fe → RО + HO- + Fe3+..R + R → RR,.обрыва цепи.R + ROO → ROOR,..ROO + ROO → продукты (возможно ввозбужденном состоянии → хемилюминесценция)Scheme of photodestruction and protection mechanismH2 OPS2O2P*680PS1eePQ-P*680Q3 P*680Car(Ant.)Chlheatclosed centers3OP*700e…O-2.eCO22O2.3O21Omembranedestruction2Carheat1Ophotoinhibition2+ P680+P680Chl+PS2 protein (D1)destructionСОДПервая линия ферментативной обороны клетки против АФКСОД-Cu2+ + O2.- → СОД-Сu1+ + O2СОД-Cu1+ + O2.- + 2H+→ СОД-Cu2+ + H2O22O2.- + 2H+→ O2 + H2O2Глутатионпероксидазная системаROHH2OROOHH2O2GPxGlutathioneGSH redox cycle GSSGROOH + 2GSHGPxROH + GSSG + H2OH2O2 + 2GSHGPxGSSG + 2H2OGRed2GSH + 2NADP+GSSG + 2NADPHGRedNADP+ NADPHАнтиоксиданты водной фазы• Супероксиддесмутаза (SOD), Каталаза,комплексоны (ферритин, трансферрин,карнозин), глутатионпероксидаза (GPx),церулоплазмин, гем-оксигеназаАнтиоксиданты, тормозящие развитие цепныхреакций в липидной фазе• Фосфолипазы, GPx, ловушки радикалов (aтокоферол (витамин Е), убихинон (коэнзимQ), тироксин), карнозин, тушителисинглетного кислорода (-каротин)Электронный парамагнитныйрезонанс (ЭПР)ЭПР-спектрометрСпектр ЭПРИминоксильные радикалыЯдерный магнитный резонанс (ЯМР)ЯМР•••••••••Ядра с четным числом протонов и нейтронов (четныйзаряд Z и четная масса M не имеют магнитных моментов( спин I = 0) 12Все другие ядра имеют магнитные моменты и их можно изучатьметодом ЯМР (на конец 2000 года были измерены магнитныемоменты 118 стабильных изотопов 104 химических элементов)Спиновое квантовое число ядра I может приниматьполуцелые и целые значения от 1/2 до 9/2.Спин определяет число возможных (разрешенных)ориентаций магнитного момента во внешнеммагнитном поле: N = 2I +1•Схема простейшего ЯМР спектрометраХимические сдвиги сигналов различных протонов вспектрах протонного магнитного резонанса.Спектр ЯМР этилового спиртаКластерная структура водыСПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!Лекция 5Методы радиоспектроскопии:ЭПР и ЯМРЭлектронный парамагнитныйрезонанс (ЭПР)Ориентация спиновых моментов в магнитном полеЭлектронный парамагнитныйрезонанс (ЭПР)ЭПР-спектрометрСпектр ЭПРИминоксильные радикалыЯдерный магнитный резонанс (ЯМР)ЯМР•••••••••Ядра с четным числом протонов и нейтронов (четныйзаряд Z и четная масса M не имеют магнитных моментов( спин I = 0) 12Все другие ядра имеют магнитные моменты и их можно изучатьметодом ЯМР (на конец 2000 года были измерены магнитныемоменты 118 стабильных изотопов 104 химических элементов)Спиновое квантовое число ядра I может приниматьполуцелые и целые значения от 1/2 до 9/2.Спин определяет число возможных (разрешенных)ориентаций магнитного момента во внешнеммагнитном поле: N = 2I +1•Схема простейшего ЯМР спектрометраХимические сдвиги сигналов различных протонов вспектрах протонного магнитного резонанса.Спектр ЯМР этилового спиртаКластерная структура водыТермодинамика биологическихсистемТермодинамическая система — это некая физическаясистема, состоящая из большого количества частиц,способная обмениваться с окружающей средой энергией ивеществом.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций