Метод за определяне на микровискозитета на разтворите

Изобретението се отнася до молекулярна спектроскопия. Целта е да се увеличи надеждността на метода за определяне на микровискозитета на разтворите. Микро-вакидността на луминесцентния обект се определя, когато той се възбужда (чрез лазерно лъчение с честота на възбуждане с нулева яркост. 2 ил.

КЪМ СЕРТИФИКАТ ЗА АБТОПХОМИЯ

АО ИЗОБРЕТЕНИЯ И ДИСКУСИИ

В Държавния комитет за наука и технологии на СССР ((46) 15.06, 9 i Бул. 1 - 22 (21) 4210010/25 (22) 17.03.87 (71) Институт по физика на Академията на науките на БССР (72) R, M. I vkaisky, N. A. Nemkovich, VITomik and ANRubinov (53) 543.42 (088.8) (56) Рубинов А. Н. Тонин VI Приложение на лазери в атомната, молекулярната и ядрената физика. All-Union School, Вилнюс: Наука, 1983, стр. 365, Ултракъси светлинни импулси.

/ Под редакцията на С. Шапиро. М.: Наука, 1981,. от 4 до 9

Изобретението се отнася до молекулярна спектроскопия и може да се използва за определяне на микрокиселинността на разтвори, биологични и технически молекулярни мембрани, течни кристали и др.

Целта на изобретението е да увеличи надеждността на определяне на точността чрез елиминиране на ефекта върху стойността на r (t) на индуцираното от светлината въртене на молекулите на разтвореното вещество.

Фиг. Фигура 1 показва кинетиката на емисионната анеотропия на глицеринов разтвор на 3-амино-N-метилфталимид (3AIIF) в обичайните (криви 1, 2) и полулогаритмични (криви 3, 4) скали за двама. възбуждането ще продължи (. 4 390 кладенци, криви 1, 3, - и

3 * 455 nm, криви 2, 4).

Фиг. 2 показва блок-схема на метода за повторно третиране.

ÄÄSUÄÄ 1523027 А1 (54) МЕТОД ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА МИКРУУД 31 (OSTI.

РЕШЕНИЯ (57) Изобретението се отнася до молекулярна спектроскопия. Целта е да се увеличи надеждността на метода за определяне на микровискозитета на разтворите. Микро "вискозитетът на луминесцентния обект се определя, когато той се възбужда от лазерно лъчение с честота нула или национално възбуждане. 2 nl.

Когато разтворът се възбужда на дългите вълни на наклона на абсорбционния спектър от лазерно излъчване с определена честота s ", наричана по-късно честота на нулево ориентационно възбуждане, няма моментно изместване в спектрите на моментното излъчване, докато за възбуждане с честоти gs> 4 и e (v "тези спектри с времето се изместват съответно в червената и нискочестотната области. Получените експериментални резултати и техният теоретичен анализ направи възможно заключението, че при възбуждане на разтвора с честоти 4 < 4 и, 4»

Излишъкът от конфигурационна енергия се освобождава в елементарна клетка (солват), състояща се от молекула на разтвореното вещество и молекулите на разтворителя от първата координационна сфера. Когато крадецът се възбужда с честота q, в солвата няма излишък на конфигурационна енергия, което обяснява неизменността на моментното положение на спектъра във времето. Досега се предполагаше, че освобождаването на излишната енергия от междумолекулни взаимодействия в солвата, т.е. конфигурационната релаксация, включва транслационното и въртеливото движение само на молекулите на разтворителя на единицата Експериментът обаче показа, че по време на междумолекулната релаксация в разтвора, въртенето на молекулите също се случва 15 от разтворено вещество. Като цяло анизотропията на излъчването трябва да бъде описана чрез двуекспоненциалния закон

r (t) - const exp (-t /). +

+ const exp (-g./s), където първият експонент е свързан с индуцираното от светлината въртене на молекулите с постоянна скорост на този процес, а вторият експонент е отговорен за термичното брауново въртене на молекулите с постоянна скорост

Наличието на индуцирано от светлината въртене на молекулите затруднява точното измерване на микровискозитета q, тъй като количеството не е известно точно и е трудно да се измери.В този случай също е невъзможно точно да се измери поради суперпозицията на v на термичното въртене на молекулите, въртенето, предизвикано от лазерното възбуждане.

Само в случай на възбуждане на разтвора с честота на нулево ориентационно възбуждане r (t) описва 1

40 чрез едноекспоненциален закон, който дава възможност за точно измерване чрез r (t) и определяне на микровискозитета с помощта на добре известна формула

1. Където K е константата на Болцман, T е температурата на средата,. V е обемът на луминесцентната молекула; b - време на ротационна дифузия.

Изследваният обект се възбужда от импулс от багрилен лазер Gnom-2 с продължителност 1 nsec, което е с порядък по-малко от продължителността на затихване на луминесценцията на посочения разтвор.

10 ns. Линейната поляризация на възбуждащото излъчване се осигурява от антиполяризатор, поставен между багрилния лазер и кюветата с разтвора.

J (t) и перпендикулярни на .1 (t) към възбуждащия светлинен вектор, бяха разделени от анализатор, разположен под прав ъгъл спрямо посоката на възбуждащото лъчение.

Регистрацията на кинетиката на емисионната анизотропия е извършена с помощта на инсталация, чиято блокова схема е показана на фиг. 2 ° Настройката включва азотен лазер 5 (P 150 kW, gt, = 1 ns, f, n, = 50 Hz), багрилен лазер 6 (широчина на емисионните линии 1-2 A), поляризатор 7, кювета с изследваното вещество 8 и анализатор 9. Записващата част от настройката включва монохроматор 10 и стробоскопски осцилоскоп 11 (C7- 8), изследваният сигнал към който се получава от фотоумножителна тръба

12 (18-ELU-FM). Осцилоскопът 11 се синхронизира чрез сигнал от фотоклетката 13 (FEK-16), към който част от радиацията се разклонява с помощта на плочи 14. Записаните сигнали се натрупват в 15 импулсен анализатор (AI-256-6) и след това се извеждат през 16 блока (F-253) към 17 перфоратора (PL-150M). Синхронизирането на сканирането на монохроматора 10 на осцилоскопа 11 и импулсния анализатор 15 се извършва с помощта на съответстващия блок 18. Въвеждането на информация в микрокомпютъра 19 (Electronics-60) се извършва с помощта на фото четец

20 (SP-3). Обработените данни се показват графично на рекордера

21 (PDP4-002), дисплей 22 и устройство за цифров печат 23 (СМ6312-01).

Монохроматор 10 фиксира определена дължина на вълната на спектъра. Стробоскопичният осцилоскоп 11 работи в режим на автоматично почистване, регистрирайки сигнали от фотоумножителя 12. Криви на затихване на луминесценцията за компоненти, поляризирани успоредно на J "(t) и перпендикулярно на J (t) на вектора на възбуждащата светлина, се записват в подобен След това с помощта на компютър се изчисляват ee зависимости 3 (), J (t). Кинетиката на анеотропията. Емисия r (1).

От кинетиката на емисионната анизотропия

r (t) се определя пряко от времето на ротационна дифузия cq, от

Метод за определяне на микрокиселинността на разтворите, включително възбуждане на моинесценцията на изследвания обект чрез поляризирано лазерно лъчение с импулс, по-кратък от продължителността на луминесценцията и с честота ee на спектъра на поглъщане на обекта, отчитащ кинетиката на луминесцентна анизотропия r (k.) И определяне на времето на ротационна дифузия, което се използва за изчисляване на микровискозитета, характеризиращо се с това, за да се увеличи надеждността на определянето чрез премахване на ефекта върху стойността на r (t). -индуцирано въртене на молекулите на разтвореното вещество, възбуждането на луминесценцията се осъществява чрез излъчване с честота на нулево ориентационно възбуждане в частта с дължина на вълната на спектъра на поглъщане на обекта.

aoropo y с помощта на формула (2) се изчислява bn »кръстосана връзка на околната среда 1.

Пример 1. Проучихме глицеролови разтвори на 3-амино-N-метилфталимид (3A%! F) при стайна температура (T = 23 C, C = 10 Iol/L).

Фиг. 1 показва кривите на зависимостта r (t), получена при използване на описаната настройка в обичайните и полу-логаритмични скали за две честоти на възбуждане на разтвора на глицерол ZAK1F Lkk = 390 nm и 455 nm.

Регистрацията на кинетиката на анизотропия и емисия и в двата случая се извършва на дълги вълни наклона на емисионния спектър при дължина на вълната λp =

540 нм. От фигурата може да се види, че когато разтворът се възбужда с честота на нулева ориентация на възбуждане 20

no = .aoëaaò "; вътрешно. определя времето на ротационна дифузия, което за

3AN34f в глицерина е G8. = 25

11,0 ns. Тъй като обемът на молекулата

ZAIMF е известен и е равен на V = 0,1 nm, тогава в съответствие с формулата (2> микровискозитетът на глицерина е

Дадените " s, показани на фиг. 1, също така дават възможност да се оцени до колко се увеличава надеждността на дефиницията на I, използвайки предложения метод.

Ако стойността на времето на ротационна дифузия се определя от наклона на осреднената зависимост r (t> (тази зависимост е показана от пунктираната линия на фиг. 1) за случая на възбуждане на Стокс (криви 2, 4), тогава тя ще бъде равно на, = 15 ns. Следователно грешката при изчисляване на стойностите на микровискозитета 1 от тези стойности на времето на ротационна дифузия е 12G.

Пример 2. Изследвани са свойствата на флуоресцентна сонда на 2-фенилфтиламин (2-FNA) в биослойна фосфолипидна биослойна мембрана при стайна температура. Биослойната мембрана е подготвена под формата на така наречените везикули, представляващи

50 са затворени сферични структури, плаващи във вода. 2-FNA в подобен. структурата заема позиция на няколко ангстрема от повърхността на мембраната s на глицероловия остатък на фосфолипидни молекули.

За две воли на вълнение

36. При 395 nm и 410 nm, анизотропната луминесценция е регистрирана на наклона с дължина на вълната на луминесцентния спектър Ln. = 475 nm и 480 nm, съответно. Когато изследваната система се възбуди в областта на Стокс (n = 395 nm), зависимостта на емисионната анеотропия от времето има подчертан неекспоненциален характер, така че възниква проблемът в кой раздел r (t) да се определи ротационната дифузия време. Ако функцията r (t) за този случай се апроксимира с права линия, тогава времето на дифузионно въртене, определено от нейния наклон, е „= 8,5 ns.

28,5 ns. Ако микровискозитетът се изчислява за всеки отделен случай, той ще се различава с 807. Следователно точността на определяне на микровискозитета при възбуждане на системата с честота 410 nm се увеличава с 80Х. По този начин методът позволява да се увеличи надеждността при определяне на микровискозитета на средата чрез избор на честотата на възбуждане.

Формула и консумация

I () Съставител О. Бадтиева

Техред М. Ходанич. Коректор Е. Дойчакова

Поръчка 2567. Тираж 415 Абонамент

ВНИИПИ на Държавния комитет за изобретения и открития yari GENT СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауская яб., 4/5. Производствено-издателски завод "Патент" Ужгород, ул. Гагарин, 101