1 OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept Képalkotó eljárások (VT), okt Fotokróm anyagok (BP), okt Fotodinámiás terápia (VT), okt Nem-lineáris lézerspektroszkópia (KT), okt Fémkomplexek lumineszcenciája (BP), nov Cirkuláris dikroizmus spektroszkópia (KM), nov. 14.
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)
3 Festékpróbák Abszorbeáló próbák Fluoreszkáló próbák
Jablonski-diagram
5 Reichardt’s dye
6 „charge transfer” festék C. REICHARDT, Chem. Rev. 94, (1994)
7 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, (2001)
8 S0S0 = 810 nm Ph-O-Ph = 453 nm H 2 O S1S1 Oldószer polaritás
9 skála Az oldószer polaritását jellemzi.
10 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
11 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
12 Fluoreszcens festékpróbák J. R. LAKOWICZ, Principles of Fluorescence Spectroscopy, 2nd Edition, Kluwer Academic, London, 1999
Vázlat 13 Műszerek stacionárius spektrofluoriméter időkorrelált egyfoton-számlálás Statikus kioltás dinamikus kioltás oldószer polaritás / hőmérséklet / viszkozitás hatása Lippert-egyenlet vibrációs relaxáció oldószer relaxáció kettős fluoreszcencia feherjék fluoreszcenciája / triptofán FRET rotációs diffúzió (orientációs relaxáció)
14 Spektrofluoriméterek -stacionárius - időfelbontásos ( F mérése, időkorrelált egyfoton-számlálás)
15 Stacionárius
16 Időkorrelált egyfoton-számlálás
17 Fluoreszcencia lecsengési görbe
18 Statikus kioltás
19 Oxazin1 + receptor
20
21
22
23 Dinamikus kioltás
24 Lakowicz, p. 461
25 Lakowicz, p. 461
26 M + h M + M + Q M*M*
27 A dezaktiválódás sebessége és fluoreszcencia-hatásfoka Kioltó nélkül Kioltóval
28 Stern-Volmer egyenlet
29 Oldószer polaritása és hőmérséklete
30 S0S0 S1S1 Oldószer polaritás
31 Polaritás hatása: Lippert-egyenlet + _ a G v. E
32 Lippert-egyenlet + _ a G v. E
33 Naftilamin-származékok Stokes eltolódása Lakowicz, p. 191
34 S0S0 S1S1 vibrációs relaxáció s oldószer relaxáció oldószer relaxáció s abszorpció s emisszió s Hőmérséklet hatása: folyamatok Jablonski-diagramon
35 Patman C CH 3 (CH 2 ) 14 O CH N(CH 3 ) 3 + A Prodan lipofilizált + ionos változata
IFIF [nm] Lakowicz, p Oldószer relaxáció sebessége kisebb, ha csökken a hőm. - a sáv -30 C-on a legszélesebb: kettős fluoreszc.
37 Kettős fluoreszcencia DMANCN fl. Színképe etilénglikolban Lakowicz, p. 201
38 Fluoreszkáló aminosavak fenil-alanin tirozin triptofán
39 Triptofán abszorpciós és emissziós spektruma (víz, pH 7) Lakowicz, p. 446
40 Lakowicz p. 453 A triptofán környezetének hatása fehérjék fluoreszcencia spektrumára 1)Apoazurin Pfl 2)T1 ribonuklease 3)staphillococcus nuclease 4)glucagon
41 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
42 Donor festék – akceptor festék, D fluoreszc. tartománya átfed A absz. tartományával.
43 Ha D és A távolsága kicsi, FRET, D-t gerjesztve az A fluoreszkál A hatás 1/r 6 -nal arányos
44 Példa: DNS –foszfolipid kölcsönhatás vizsgálata C. Madeira, Biophys. J. 85, 3106 (2003)
45 Akceptor Donor: EtBr (etidium bromid)
46 EtBr abszorpció BODIPY fluoreszcencia
47 Fehérjék konformáció-változását lehet FRET-tel követni
48 Festékmolekula orientációs relaxációja + _ a G v. E
49 Hidrodinamikai súrlódás járuléka Stokes-Einstein-Debye egyenlet
50 Dielektromos súrlódás járuléka
51 Níluskék festék fluoreszcenciája ioncserélő gyantán Habuchi et al., (Sapporo), Anal. Chem. 73, (2001) Gyanta: sztirol - divinilbenzol kopolimer Keresztkötések gyakorisága ( ) 8 % divinilbenzol Ioncserélő csoport: Na-szulfonát
52 Níluskék festék fluoreszcenciája ioncserélő gyantán