Stokes-féle eltolódási törvény

Hasonló dokumentumok
Polarizált fény, polarizáció. Polarizáció fogalma. A polarizált fény. Síkban polarizált fény. A polarizátor

Síkban polarizált fény Síkban polarizált fény

Polarizáció fogalma. Elektromágneses hullámok. Polarizált fény, polarizáció. Fluoreszcencia polarizáció, anizotrópia FRAP. Polarizáció

Polarizáció fogalma. A polarizált fény. A fluoreszcencia alapvető paraméterei. Elektromágneses hullámok. Polarizált fény, polarizáció

Speciális fluoreszcencia spektroszkópiai módszerek

Fluoreszcencia módszerek (Kioltás, Anizotrópia, FRET)

Fluoreszcencia módszerek (Kioltás, Anizotrópia, FRET) Modern Biofizikai Kutatási Módszerek

Fluoreszcencia 2. (Kioltás, Anizotrópia, FRET)

Abszorpció, emlékeztetõ

Speciális fluoreszcencia spektroszkópiai alkalmazások. Emlékeztető: az abszorpció definíciója. OD = A = - log (I / I 0 ) = ε (λ) c x

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Atomfizika előadás Szeptember 29. 5vös 5km szeptember óra

Lumineszcencia spektrometria összefoglaló

A szilárdságtan 2D feladatainak az feladatok értelmezése

Lumineszcencia. Lumineszcencia. mindenütt. Lumineszcencia mindenütt. Lumineszcencia mindenütt. Alapjai, tulajdonságai, mérése. Kellermayer Miklós

Lumineszcencia spektroszkópia

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Lumineszcencia spektrometria összefoglaló

Szerves oldott anyagok molekuláris spektroszkópiájának alapjai

Héj / lemez hajlítási elméletek, felületi feszültségek / élerők és élnyomatékok

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

2. Koordináta-transzformációk

Bevezetés a fluoreszcenciába

Abszorpciós spektroszkópia

15. Többváltozós függvények differenciálszámítása

Abszorpciós fotometria

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Atomfizika előadás 4. Elektromágneses sugárzás október 1.

Abszorpciós fotometria

Lumineszcencia. Lumineszcencia. Molekulaszerkezet. Atomszerkezet

Növényi produkció mérése mikrometeorológiai módszerekkel. Ökotoxikológus MSc, április 21.

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

STATIKA A minimum teszt kérdései a gépészmérnöki szak hallgatói részére (2003/2004 tavaszi félév)

Projektív ábrázoló geometria, centrálaxonometria

Elektromágneses hullámok

Abszorpciós spektrometria összefoglaló

Felszín légkör kölcsönhatások

Biomolekuláris szerkezeti dinamika

FOTOKÉMIAI REAKCIÓK, REAKCIÓKINETIKAI ALAPOK

Ultrarövid lézerimpulzusban jelenlevő terjedési irány és fázisfront szögdiszperzió mérése

CD-spektroszkópia. Az ORD spektroskópia alapja

Reakciókinetika és katalízis

László István, Fizika A2 (Budapest, 2013) Előadás

Lumineszcencia alapjelenségek

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

Vezetők elektrosztatikus térben

Abszorpciós spektrumvonalak alakja. Vonalak eredete (ld. előző óra)

Abszorpciós fotometria

MÁGNESES MAGREZONANCIA A KÉMIÁBAN, GYÓGYSZERÉSZETBEN, ORVOSTUDOMÁNYBAN

Felkészítő feladatok a 2. zárthelyire

1D multipulzus NMR kísérletek

Műszeres analitika. Abrankó László. Molekulaspektroszkópia. Kémiai élelmiszervizsgálati módszerek csoportosítása

MAGYARÁZAT A MATEMATIKA NULLADIK ZÁRTHELYI MINTAFELADATSOR FELADATAIHOZ 2010.

Ragyogó molekulák: dióhéjban a fluoreszcenciáról és biológiai alkalmazásairól

-A homogén detektorok közül a gyakorlatban a Si és a Ge egykristályból készültek a legelterjedtebbek.

Mágneses momentum mérése vibrációs magnetométerrel

Abszorpciós fotometria

ÁLLATTENYÉSZTÉSI GENETIKA

A gamma-sugárzás kölcsönhatásai

Kristályok optikai tulajdonságai. Debrecen, december 06.

E (total) = E (translational) + E (rotation) + E (vibration) + E (electronic) + E (electronic

Mézerek és lézerek. Berta Miklós SZE, Fizika és Kémia Tsz november 19.

Lumineszcencia Fényforrások

Vektorok, mátrixok, tenzorok, T (emlékeztető)

3. MÉRETEZÉS, ELLENŐRZÉS STATIKUS TERHELÉS ESETÉN

Az elektromágneses hullámok

Geometriai és hullámoptika. Utolsó módosítás: május 10..

Matematika OKTV I. kategória 2017/2018 második forduló szakgimnázium-szakközépiskola

Máté: Orvosi képalkotás

A lecke célja: A tananyag felhasználója megismerje a rugalmasságtan 2D feladatainak elméleti alapjait.

( ) f(x,y,z,t) Környezetvédelem céljai: - egyensúly eltolódása minimális legyen - indokolatlan környezetkárosítás

Robottechnika II. 1. Bevezetés, ismétlés. Ballagi Áron Automatizálási Tanszék

A lecke célja: A tananyag felhasználója megismerje a forgó tömegek kiegyensúlyozásának elméleti alapjait.

2. Koordináta-transzformációk

Műszaki Mechanika I. A legfontosabb statikai fogalmak a gépészmérnöki kar mérnök menedzser hallgatói részére (2008/2009 őszi félév)

13. Előadás. A Grid Source panelen a Polarization fül alatt megadhatjuk a. Rendre az alábbi lehetőségek közül választhatunk:

Fizikai kémia 2. A newtoni fizika alapfeltevései. A newtoni fizika alapfeltevései E teljes. (=T) + E helyzeti.

) (11.17) 11.2 Rácsos tartók párhuzamos övekkel

ANYAGJELLEMZŐK MEGHATÁROZÁSA ERŐ- ÉS NYÚLÁSMÉRÉSSEL. Oktatási segédlet

A fény tulajdonságai

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

DSC. DSC : differential scanning calorimetry. DSC : differential scanning calorimetry. ITC : isothermal titration calorimetry

. Vonatkoztatási rendszer z pálya

A Mössbauer-effektus vizsgálata

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

Statika gyakorló teszt I.

Problémás regressziók

Matematika III előadás

Kolloid állapotjelzők. Molekuláris kölcsönhatások. Határfelületi jelenségek: fluid határfelületek

Kvantumos információ megosztásának és feldolgozásának fizikai alapjai

Máté: Számítógépes grafika alapjai

A lecke célja: A tananyag felhasználója megismerje az anyagi pont mozgásának jellemzőit.

Kétváltozós függvények ábrázolása síkmetszetek képzése által

Többváltozós analízis gyakorlat, megoldások

A CD alapjai. Fény: elektromágneses hullám, elektromos és mágneses tér időbeli és térbeli periodikus változása

Líneáris függvények. Definíció: Az f(x) = mx + b alakú függvényeket, ahol m 0, m, b R elsfokú függvényeknek nevezzük.

A PÓLUSMOZGÁS FIZIKAI ALAPJAI. Völgyesi Lajos *

Mérés és adatgyűjtés

Feladatok Oktatási segédanyag

Átírás:

mléketető: fluorescencia spektrumok Fluorescencia polariáció, aniotrópia FRT Definíció! a. missiós spektrum b. Gerjestési spektrum (ld. absorpciós sp.) Stokes-féle eltolódási törvén A emissiós spektrum maimuma eltolódik a nagobb hullámhossak iránába (energiavesteség!). Gerjestett-állapot Jablonski diagram; hol les a emissiós spektruma? S1 Vibrációs relaáció (10-12s) S1 T1: rendserek köötti átmenet (10-10 10-8 s) T1 gerjestés (10-15s) S0 S1 T1 S0 (10-3 10-1 hν Alap-állapot S0 4 3 2 1 0 vibrációs sintek 5 Fosforescencia Fluorescens folamatok időtartama átmenet elneveés sebességi állandójele időtartam (s) S(0) S(1)(Sn) gerjestés - 10-15 S(n) S(1) belsőátalakulás k(ic) 10-14 - 10-10 S(1) S(1) vibrációs relaáció k(vibr.) 10-12 -10-10 S(1) S(0) fluorescencia k(f) 10-9 -10-7 S(1) T(1) S(1) S(0) rendserek kööttiátmenet sugárásmentes átmenet k(interss.crossing) k(q) 10-9 -10-7 10-7 -10-5 T(1) S(0) fosforescencia k(p) 10-3 - 1 T(1) S(0) sugárásmentes átmenet k(qp) 10-3 - 1 1

SPKTROFLUOROMÉTR SMATIKUS RAJZA F M S 90o Tükör A fluorescencia alkalmaásának előnei - jó detektálhatóság: kis koncentrációban is jól mérhető - a fluorescencia éréken a körneetre M D 90 -os (nem lineáris) elrendeés!!! A fluorescencia alapvető paraméterei Fluorescencia spektrum Intenitás Kvantumhatásfok Élettartam Polariáció A kvantum fiikában a legkisebb adag, amivel eg mérhető menniség növelhető. A energia kvantuma például a foton, eg adod frekvenciájú hullámserű csomag. A elektromágneses sugárás ilen csomagokban érkeik. Kvantumhatásfok (Q) Milen hatásfokkal fordítódik a elnelt energia fénkibocsátásra. emittált fotonoksáma Q = absorbeált fotonoksáma A fluorescencia alapvető paraméterei Fluorescencia spektrum Intenitás Kvantumhatásfok Élettartam Polariáció F0 0.4 F0 Fluorescencia élettartam (τ) A gerjestett állapot élettartama: Időtartam, mel alatt a gerjestett molekulák sáma e-ad résére csökken. 1 0.8 0.6 1.2 F = F0e (kt +knr )t t τ = F0e e 0.2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 τ t 2

A fluorescencia alapvető paraméterei Fluorescencia spektrum Intenitás Kvantumhatásfok Élettartam Polariáció Polariátor működésének elve Polariáció fogalma A elektromágneses sugárás elektromos (és mágneses) térerősségének vektora meghatároott görbe mentén moog (térbeli iránultság!). Síkban polariált fén Ha a görbe egenes: lineáris v. sík polariáció Ha a görbe kör: cirkuláris polariáció (Ha a görbe elipsis: elliptikus polariáció) A polariálatlan fénben a polariációs síkok keverednek. A polariált fénben a polariációs síkok össhangban vannak (aonosak). A polariátor Definíció: A polariátor eg olan eskö mel képes a polariálatlan elektromágneses sugárást (fén) olan sugárássá alakítani, melben csak egféle polariációs sík van jelen. Hol találkotunk már polariátorral? 3

Korábbi ismereteink: pl. optikai aktivitás Polariáció, intenitások Optikai aktivitás: poláros fén síkját elforgatják Fénforrás t α = αλ lc Θ polariátor Intenitás eg adott iránban: 2 Ι =Ιma cos Θ Polariátor Párhuamos állás: Mintatartó Θ = 0, I = Ima Merőleges állás: Analiátor Θ = 90, I = 0 Megfigelő királis molekulák nem kell gerjesteni! Polariméter A absorpciós vektor fogalma Fotoselekció MA = absorpciós vektor θa Nincs absorpció (θ= 90o) gerjestés Maimális absorpció (θ= 0o) θa Absorpció ~ cos2θa (ma=1) absorpciós vektor: megsabja a foton absorpciójának valósínűségét. A fotoselekció eredméne Mi történik a fotoselekciót követően? " " Mogás: - transláció; - rotáció. 4

Hogan jellemehető e a rotációs mogás? A emissiós vektor M = emissiós vektor IZ θ gerjestés Detektor emissiós vektor: megsabja a foton emissiójának valósínűségét. Meg kell mondanunk, mekkorát csökken a komponens! SPKTROFLUOROMÉTR SMATIKUS RAJZA F M P S IZ θ IZ vs. Isum = IZ + + Vag vertikálisan, vag horiontálisan heleük el a polariátorokat: 90o P M IVV IVH (A teljes intenitásho tudjuk visonítani.) IHV IHH D Polariátorokat alkalmaunk!!! Íg a teljes intenitás: Isum = IZ + + Fluorescencia polariáció Isum = IVV + IVH + IVH IZ θ Isum = IVV + 2IVH 5

Fluorescencia polariáció p = (IVV - GIVH) / (IVV + GIVH) p = (IVV - GIVH) / (IVV + GIVH) Ha τ = 0 lenne: IVV ma., IVH = 0, tehát p = 1. dimenió nélküli nem függ a fluorofór koncentrációjától a fluorofór rotációs diffúiós mogása befolásolja nem additív!!! értéke 0-tól 1-ig váltohat (ld. követkeő dia). G = IHV / IHH Ha τ nagon hossú lenne: IVV = IVH, tehát p = 0. De nem additív!!! missiós aniotrópia Fluorescencia aniotrópia r = (IVV - GIVH) / (IVV + 2GIVH) dimenió nélküli nem függ a fluorofór koncentrációjától G = IHV / IHH a fluorofór rotációs diffúiós mogása befolásolja additív!!! Isum = IZ + + Isum = IVV + IVH + IVH Isum = IVV + 2IVH Mint láttuk, rotációs mogást ír le! A aniotrópia jelentése és alkalmaásai Polariált fén IZ θ τ IZ θ Résben polariált fén Rotációs diffúió 6

A aniotrópia időfüggése Határérték aniotrópia (r0) A teljes modulatlan, fagott fluorofór aniotrópiája. r I(t) = I0ep-t/τ r0 = 2 3cos2 β 1 5 2 Absorpciós vektor β missiós vektor r(t) = r 0 ai ep( t/θ) β: a absorpciós és emissiós vektor által beárt sög. t β 0 45 54.7 r0 0.4 0.1 0 Mire emléketet a időfüggés? 90-0.2 Alkalmaások Mitől függ a aniotrópia értéke? - A rotációs mogás gorsaságától; rotációs diffúió; - A rendelkeésre álló időtől; fluorescencia élettartam! Serkeeti tulajdonságok visgálata Fehérje denaturáció nomonkövetése Protein-ligand kölcsönhatás visgálata Serkeet visgálata a körneeti paraméterek (ph, ionok) váltoásának függvénében Dinamikus tulajdonságok visgálata Membránho kötött fluorofórok aniotrópiája informálhat a membrán belsejében lévő viskoitásról Fehérjékhe kötött fluorofórok aniotrópiája informálhat a fehérjemátri fleibilitásáról Fluorescencia Reonancia nergia Transfer (FRT) - Theodor Förster, 1948 A FRT Feltételei A Förster Rpusú energiatransfer a gerjested állapotban lévő fluoreskáló molekula (donor), valamint eg megfelelő spektroskópiás követelméneket kielégítő molekula (akceptor) kööd dipól- dipól kölcsönhatás révén, sugárás nélküli energiaátadás formájában jön létre. A gerjested donor relaációja a akceptor molekula emissiója révén valósul meg.! Fluorescens donor és akceptor molekula. A donor és akceptor molekula köö^ távolság 2-10 nm.! Ábedés a donor emissiós spektruma és a akceptor absorpciós spektruma kööd. k t~1/r 6 R 7

Spektrális ÁAedés Fluorescencia Reonancia nergia Transfer k t ~1/R 6 R k t = konst. * J(λ) n - 4 k f R - 6 κ 2 J(λ): ábedési integrál, n: törésmutató (1.33-1.6), k f : a fluorescencia emissiójának sebességi állandója, R: a donor és a akceptor molekula köö^ távolság, κ: orientációs faktor (2/3) k t = (1/τ D ) * (R 0 /R) 6 k t : a energia transfer sebességi állandója, τ D : a donor molekula fluorescencia éledartama a akceptor hiánában, R: a donor és a akceptor molekula köö^ távolság, R 0 : Förster távolság a donor és a akceptor molekula kööd. KriCkus Förster Távolság (1) KriCkus Förster Távolság (2) A a távolság melen a FRT hatásfok felére csökken (transferhatásfok 0.5). FRT hatásfok R 0 = 0.211 [η -4 Q 0 κ 2 J(λ)] 1/6 κ 2 (κ-néget) = orientációs faktor, a donor emissiós vektorának és a akceptor absorpciós vektorának relatív orientációjáról tudósít várható érték 0 4 köött általában a k 2 = 2/3 (gors mogások miatti átlagolódás követketében) η = a köeg törésmutatója (1.33-1.6) Q 0 = a donor kvantumhatásfoka akceptor hiánában J(λ) = átfedési integrál nergia Transfer Hatásfoka Távolságmérés FRT Segítségével (Molekuláris Mérősalag) FRT hatásfok 1: stead- state mérések = 1 (F DA / F D ) 2: időfüggő mérések (fluorescencia éle?artam) = 1 (τ DA / τ D ) 8

A donor intenitáscsökkenése a akceptor jelenlétében Össefoglalás 1: stead- state mérések = 1 (F DA / F D ) FRT távolságok meghatároására alkalmas megfelelő donor-akceptor párok esetén Molekulák köötti kölcsönhatások tanulmánoása Molekulákon belüli serkeeti váltoások tanulmánoása 9