6.5. Хемилюминесценция
Хемилюминесценцию биологических объектов принято разделять (может быть, терминологически и не очень удачно) на биолюминесценцию и биохемилюминесценцию.
Биолюминесценция наблюдается у незначительного числа биологических объектов: у светлячков, у некоторых морских организмов, бактерий и грибов. Она сопровождает окисление особых веществ люциферинов в присутствии катализатора люциферазы. Свечение зелёным цветом в интервале длин волн 420 - 470 нм.
Биохемилюминесценция
(или сверхслабое свечение) происходит
в диапазоне длин волн 300 – 800 нм. Это
излучение в 100 раз слабее биолюминесценции
и не воспринимается человеческим глазом.
Для его исследования применяются
специальные чувствительные приборы –
фотоумножители. Сверхслабое свечение
( этот термин представляется более
удачным) присуще всем биологическим
объектам. Оно возникает при рекомбинации
свободных радикалов (с.р.). Изучение с.
р. исключительно важно для фармации и
медицины. Большинство химических
реакций в организме происходит при
участии с. р. В том числе, и особенно, при
различного рода патологиях: при лучевых
поражениях, при ишемической болезни
сердца, при канцерогенезе и т.д. Особенно
опасны перекисные с.р. жирных кислот.
Важнейшая задача фармации - разработка
антиоксидантов, их нейтрализующих. Для
выяснения действенности этих препаратов
нужен точный метод определения
концентрации с.р. Один из таких методов
основан на измерении интенсивности
хемилюминесценции Iх.л.,
сопровождающей рекомбинацию перекисных
с. р. жирных кислот R
2
.
Iх.л = k х.л. [R 2]2, k – константа скорости химической реакции рекомбинации с. р. жирных кислот, R 2 – их концентрация, а х.л – квантовый выход хемилюминесценции – отношение числа квантов хемилюминесценции к числу возбуждённых продуктов реакции рекомбинации с. р.
Изучение сверхслабого свечения используется для дифференциальной диагностики, например, чтобы отличить рак лёгких от тяжёлого воспаления лёгких и т.д.
ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ К ГЛАВЕ 6
В чём отличие люминесценции от теплового излучения?
Какой физический закон в основе правила Стокса?
Ультрафиолетовое излучение с длиной волны 300 нм возбуждает фотолюминесценцию исследуемого образца на длине волны 600нм. Какая часть энергии возбуждающего излучения расходуется на безизлучательные переходы? В какой вид энергии превращается при этом энергия электромагнитной волны?
Какую информацию об исследуемом объекте даёт люминесцентный анализ? В чём его преимущества? Какие у него недостатки и как они преодолеваются?
Для чего в фармации и медицине применяется хемилюминесцентный анализ?
Интенсивность хемилюминесценции жирной кислоты в атмосфере кислорода равна Iх.л. = 2×104 с-1. Определить концентрацию перекисных радикалов липидов [R 2], если квантовый выход j = 10-6, константа скорости рекомбинации радикалов К = 2×1014 моль-2×с-1×л2.
Глава 7. Лазер
Первые лазеры появились во второй половине 50-х годов прошлого века. Их создатели советские физики Н.Г.Басов, А.М.Прохоров, американец Ч.Таунс и др. Русское название этого устройства - оптический квантовый генератор (ОКГ). Но английская аббревиатура оказалась более удачной. Лазер –LASER сокращение от Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – усиление света посредством вынужденного испускания излучения. В этом названии удачно сформулирована основная идея, положенная в основу работы этого устройства.