optikai spektroszkÓpia 2012 1.1. festékpróbák az anyagtudományban (km), szept. 25
DESCRIPTION
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). - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/1.jpg)
1
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)
![Page 2: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/2.jpg)
2
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)
![Page 3: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Festékpróbák
Abszorbeáló próbák Fluoreszkáló próbák
![Page 4: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Reichardt’s dye
N Ph
Ph
Ph
PhPh
O
+
_
![Page 5: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/5.jpg)
5
N Ph
Ph
Ph
PhPh
O
+
_O
Ph Ph
Ph
Ph
PhN
.
.h
Reichardt’s dye
„charge transfer” festék
C. REICHARDT, Chem. Rev. 94, 2319-2358 (1994)
![Page 6: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/6.jpg)
6
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)
![Page 7: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/7.jpg)
7
S0
= 810 nm
Ph-O-Ph
= 453 nm
H2O
S1
Oldószer polaritás
![Page 8: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/8.jpg)
8
skála
Az oldószer polaritását jellemzi.
NTE
TMSEvízE
TMSEoldószerEE
TT
TTNT
![Page 9: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/9.jpg)
9
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
![Page 10: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/10.jpg)
10
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
![Page 11: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Fluoreszcens festékpróbák
J. R. LAKOWICZ, Principles of Fluorescence Spectroscopy, 2nd Edition, Kluwer Academic, London, 1999
![Page 12: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/12.jpg)
Vázlat
12
Műszerekstacionárius spektrofluoriméteridőkorrelált egyfoton-számlálás
Statikus kioltás dinamikus kioltás oldószer polaritás / hőmérséklet / viszkozitás hatása
Lippert-egyenlet vibrációs relaxáció oldószer relaxáció kettős fluoreszcencia feherjék fluoreszcenciája / triptofán FRETrotációs diffúzió (orientációs relaxáció)
![Page 13: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Spektrofluoriméterek
-stacionárius- időfelbontásos (F mérése, időkorrelált egyfoton-számlálás)
![Page 14: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Stacionárius
![Page 15: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Időkorrelált
egyfoton-számlálás
![Page 16: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Fluoreszcencia lecsengési görbe
![Page 17: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Statikus kioltás
![Page 18: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Oxazin1 + receptor
![Page 19: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/19.jpg)
19
![Page 20: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/20.jpg)
20
![Page 21: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/21.jpg)
21
QKI
I
QKF
F
QQF
F
QF
FFK
QFFF
QF
QFK
QFQF
F
F
1
1
1
0
0
00
0
![Page 22: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Dinamikus kioltás
![Page 23: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Lakowicz, p. 461
![Page 24: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Lakowicz, p. 461
![Page 25: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/25.jpg)
25
M + h
M + h
M +
M + Q
M*
![Page 26: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/26.jpg)
26
A dezaktiválódás sebessége és fluoreszcencia-hatásfoka
Kioltó nélkül
MkMkdt
Mdnrf
Kioltóval
QMkMkMkdt
Mdqnrf
nrf
f
nrf
f0 kk
k
MkMk
MkΦ
Qkkk
k
QMkMkMk
MkΦ
qnrf
f
qnrf
f
![Page 27: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Qkk
k1
kk
Qkkk
Φ
Φ
nrf
q
nrf
qnrf0
Qkk
k1
I
I
nrf
q
F
F0
Stern-Volmer egyenlet
![Page 28: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/28.jpg)
28
Oldószer polaritása és hőmérséklete
![Page 29: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/29.jpg)
29
S0
S1
Oldószer polaritás
![Page 30: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Polaritás hatása: Lippert-egyenlet
+
_
- - - -
+ + + +2a
G v. E
![Page 31: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/31.jpg)
31
Lippert-egyenlet
VR2
GE2
2
3FA E1n2
1n
12
1
a
2hh
+
_
- - - -
+ + + +2a
G v. E
![Page 32: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/32.jpg)
32
Naftilamin-származékok Stokes eltolódása
Lakowicz, p. 191
![Page 33: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/33.jpg)
33
S0
S1
vibrációs relaxáció
10-12 s
oldószer relaxáció
oldószer relaxáció
10-10 s
abszorpció10-15 s
emisszió10-9 s
Hőmérséklet hatása: folyamatok Jablonski-diagramon
![Page 34: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/34.jpg)
34
Patman
CCH3(CH2)14
O
CH3
CH2 CH2N(CH3)3+
A Prodan lipofilizált + ionos változata
![Page 35: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/35.jpg)
35
400 500
IF
[nm]Lakowicz, p. 199
-Oldószer relaxáció sebessége kisebb, ha csökken a hőm.- a sáv -30C-on a legszélesebb: kettős fluoreszc.
![Page 36: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/36.jpg)
36
Kettős fluoreszcencia
DMANCN fl. Színképe etilénglikolban
Lakowicz, p. 201
![Page 37: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/37.jpg)
37
CH2 CH
NH2
COOH
*
*
COOH
NH2
CHCH2HO
*
COOH
NH2
CHCH2
NH
Fluoreszkáló aminosavak
fenil-alanin
tirozin
triptofán
![Page 38: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/38.jpg)
38
Triptofán abszorpciós és emissziós spektruma
(víz, pH 7)
Lakowicz, p. 446
![Page 39: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/39.jpg)
39
Lakowicz p. 453
A triptofán környezetének hatása fehérjék fluoreszcencia spektrumára
1) Apoazurin Pfl
2) T1 ribonuklease
3) staphillococcus nuclease
4) glucagon
![Page 40: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/40.jpg)
40
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
![Page 41: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/41.jpg)
41
Donor festék – akceptor festék, D fluoreszc. tartománya átfed A absz. tartományával.
![Page 42: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/42.jpg)
42
Ha D és A távolsága kicsi, FRET,
D-t gerjesztve az A fluoreszkál
A hatás 1/r6-nal arányos
![Page 43: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/43.jpg)
43
Példa: DNS –foszfolipid kölcsönhatás vizsgálata
C. Madeira, Biophys. J. 85, 3106 (2003)
![Page 44: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/44.jpg)
44
Akceptor
Donor: EtBr
(etidium bromid)
N
C2H5
NH2H2N
+
Br-
![Page 45: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/45.jpg)
45
EtBr abszorpció
BODIPY fluoreszcencia
![Page 46: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/46.jpg)
46
Fehérjék konformáció-változását lehet FRET-tel követni
![Page 47: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/47.jpg)
47
Festékmolekula orientációs relaxációja
dehdor τττ
+
_
- - - -
+ + + +2a
G v. E
![Page 48: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/48.jpg)
48
Hidrodinamikai súrlódás járuléka
0M
hd τkT
ηVfCτ
Stokes-Einstein-Debye egyenlet
![Page 49: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/49.jpg)
49
Dielektromos súrlódás járuléka
D23
2
de τ12ε
1ε
kTaτ
![Page 50: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/50.jpg)
50
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
![Page 51: OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2012 1.1. Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept. 25](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062422/5681339f550346895d9ab3a4/html5/thumbnails/51.jpg)
51
Níluskék festék fluoreszcenciája ioncserélő gyantán
A
[cm-1]
F
[cm-1]
A- F
[cm-1]
S1
[ps]
or
[ps]víz 15 699 14 970 729 380 110gyanta 15 211 14 925 286 2340 >10 000