Вопрос 74

Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), резонансное поглощение электромагнитной энергии в сантиметровом или миллиметровом диапазоне длин волн веществами, содержащими парамагнитные частицы. ЭПР — один из методов радиоспектроскопии. Парамагнитными частицами могут быть атомы и молекулы, как правило, с нечётным числом электронов (например, атомы азота и водорода, молекулы NO);радикалы свободные(например, CH₃); ионы с частично заполненными внутренними электронными оболочками (например, ноны переходных элементов); центры окраскив кристаллах; примесные атомы (например, доноры в полупроводниках); электроны проводимости в металлах и полупроводниках. : во внешнем постоянном магнитном полеН вектор магнитного момента m прецессирует вокруг направления магнитного поля Н с частотой v, определяемой соотношением 2pv = gН. Здесь g — гиромагнитное отношение.Метод ЭПР даёт уникальную информацию о парамагнитных центрах. Он однозначно различает примесныеионы, изоморфно входящие врешёткуот микровключений. При этом получается полная информация о данном ионе вкристалле:валентность, координация, локальнаясимметрия,гибридизация электронов, сколько и в какие структурные положения электронов входит, ориентирование осей кристаллического поля в месте расположения этого иона, полная характеристика кристаллического поля и детальные сведения охимической связи. И, что очень важно, метод позволяет определить концентрацию парамагнитных центров в областях кристалла с разной структурой.Магнитное поле в таких ЭПР спектрометрах создаетсяэлектромагнитом. Возможности метода существенно расширяются при переходе в более высокочастотные диапазоны СВЧ. Можно отметить следующие преимущества миллиметровой ЭПР спектроскопии:Основным преимуществом ЭПР спектроскопии миллиметрового диапазона является высокое спектральное разрешение поg-фактору, пропорциональное частоте регистрации ν или напряженности внешнего магнитного поля B₀ (см. верхнюю иллюстрацию).При ν > 35 ГГц насыщение парамагнитных центров достигается при меньшем значении СВЧ поляризующего поля из-за экспоненциальной зависимости числа возбужденных спиновот частоты регистрации. Этот эффект успешно используется при исследовании релаксации и динамики парамагнитных центров.В высоких магнитных полях существенно уменьшается кросс-релаксация парамагнитных центров, что позволяет получать более полную и точную информацию об исследуемой системе.В миллиметровых диапазонах ЭПР увеличивается чувствительность метода к ориентации разупорядоченных систем в магнитном поле.

Вопрос 75

Биологические мембраны – тончайшие плёнки, состоящие из двойного слоя молекул липидов и встроенных в этот слой белков. Мембраны формируют структуру живой клетки. Клеточная или цитоплазматическая мембрана окружает каждую клетку. Основа любой мембраны – бимолекулярный слой липидов (липидный бислой. Мембранные липиды - это низкомолекулярные вещества, близкие по своим свойствам и жирам. Характерная особенность любой липидной молекулы состоит в том, что она построена из двух физически разных частей: из головки и двух длинных неполярных хвостов. (Хвосты представляют собой длинные цепи жирных кислот, которые могут быть как насыщенными, так и ненасыщенными. Головки липидов тоже могут иметь разное строение, но для липидов биомембран наиболее характерны производные сахаров и фосфорной кислоты - в соответствии с этим различают глико- и фосфо-липиды.) Головки липидов либо заряжены отрицательно, либо электрически нейтральны, но имеют неравный нулю дипольный момент (векторная физическая величина, характеризующая, наряду с суммарным зарядом, электрические свойства системы заряженных частиц (распределения зарядов) в смысле создаваемого ею поля и действия на нее внешних полей.). Положительно заряженных головок нет и это играет очень важную роль в формировании всего электрического заряда мембраны и в ее функционировании. Поскольку головки липидов полярны, то они хорошо взаимодействуют с полярными растворителями, в частности с водой, поэтому головки называют гидрофильной частью липида. Хвосты, наоборот, не взаимодействуют с водой, - они гидрофобны, но они хорошо взаимодействуют с неполярными веществами и растворителями