Mi történhet, ha egy intát énnye viágítunk eg? Optikai spektroszkópiai ódszerek egviágító ény (enyet ény) inta átjutott ény Abszorpció UV-VIS, IR Seer Lászó kibocsátott ény Luineszcencia (Fuoreszcencia és Foszoreszcencia) szórt ény Raan és Rayeigh szórás Abszorpciós és eissziós spektroszkópia Az átjutott vagy kibocsátott ény anaizáása a huáhossz üggvényében. Inoráció: atook, oekuák azonosítása, oekuáris szintű szerkezetvátozások (konorációvátozások) detektáása, koncentráció eghatározás Miért nye e i. bocsát ki ényt egy ato v. oekua? nergiaátenet: d. Jabonski diagra Gerjesztett eektron- és vibrációs áapot* Gerjesztett eektronáapot Vibrációsan gerjesztett á.* Aapáapot S *csak oekuákná!
Miért nye e i. bocsát ki ényt egy ato v. oekua? S UV-VIS IR abszorpció Raan Fuoreszcencia Foszoreszcencia T Δhhc/λ Abszorpciós spektroszkópia (UV-VIS) Isétésü: abszorpciós tv: JJ 0 e -μx aho μ(anyag,c,λ) Labert-Beer törvény: J A g 0 ε ( λ) cx spektru: A(λ) J érés: spektrootoéter (eépítése d. gyakorat) reerencia odat (J 0 ) inoráció: azonosítás, koncentráció. Inravörös spektroszkópia Inravörös ény: λ800 n - közép inra tartoány:,5-50 μ abszorpciós spektroszkópia az enyet inravörös sugárzás oekuarezgéseket ket érzékeny a oekuaszerkezetre speciáis detektáás: FT spektroéter Moekuarezgések Az eektronok könnyűek, gyorsan követik az atoag ozgását, ezért az atoagok rezgéseit az eektronok ne beoyásoják. A kasszikus izikai eírásban az atoagok közti kötést, egy rugóva vesszük igyeebe.
Moekuarezgések: kétatoos oekua a középiskoábó isert: π F / F / Δ Δ F Δ + + + + + tehát:, ait az π egyenetbe heyettesítve a rezgési rekvencia: ( + ) π az ennyiséget redukát redukát + töegnek is nevezik, ezze a rekvencia: π redukát A huáhossz: c redukát λ πc Az inravörös spektroszkópiában a λ reciprokát, a huászáot (ν) hasznáják: ν ν: hány huá ér e egységnyi hosszúságon? [c - ] λ πc redukát Péda: CO A ért rezgési huászá: ν 43 c - λ4,67μ 6,43 0 3 Hz C 0-6 kg, O,7 0-6 kg 875 N/ Ha ν isert, száoható ha isert, ν száoható
Kasszikus izikai rezgések és energianívók kapcsoata Kasszikus kép nergianívók π redukát rezonancia az rekvenciájú énnye S u.a.!!! Δh Δ Sokatoos oekuák rezgései N atoos oekua: 3N szabadsági ok, 3-3 a tejes oekua transzációja i. rotációja 3N-6 rezgési szabadsági ok (ineáris oekuákná csak 3N-5) norárezgések Norárezgések A víz norárezgései Minden ato ugyanazza a rekvenciáva, de küönböző apitúdóva és irányban rezeg. P. víz: antiszietrikus Ne rezgés, hane gátot orgás
Néhány tipikus rezgési rekvencia Péda: Foradehid orrás: www.spectroscopynow.co Favin Benzo
Makrooekuák rezgései Gobáis rezgések (bonyoutak) Lokaizát rezgések, p: CH rezgések a ipidekben aid rezgések a ehérjékben (acetaid rezgések) Akaazások ehérjedenaturáció Gyógyszerészeti akaazások ipid ázisátaakuás szintézis: közti és végterék azonosítás szerkezet bizonyítás etaboit kiutatás gyógyszereenőrzés (tisztaság vizsgáat) Megj.: Labert-Beer tv. itt is igaz, koncentráció eghatározás is ehetséges. Meersan és tsai. Biophys J.
Gyógyszerészeti akaazás: oekua azonosítás A spektru érése: Fourier transzorációs spektroéter (FTIR) C 4 H 8 O orrás: www.spectroscopynow.co tk 6.7 ábra Luineszcencia spektroszkópia ényorrás S T tk 6.8 ábra UV-VIS IR abszorpció Raan Fuoreszcencia Foszoreszcencia
Mérhető ennyiségek a gerjesztő ény huáhossza az eittát ény huáhossza (uor., osz) az eittát ény időbei eoszása az eittát ény poarizációja az eittát ény intenzitása A uineszcens spektroéter eépítése ényorrás gerjesztés gerjesztési onokroátor eissziós onokroátor inta eisszió kijező (szgép) tk. 6.6 ábra tk 6.5. ábra Gerjesztési, és eissziós spektruok Stokes etoódás S T S A uoreszcencia kvantuhatások (Q) k nr k detektor (p otoeektronsokszorozó) Fuoreszcencia Foszoreszcencia Fuoreszcencia T Kvantuhatások Q eittát otonok száa enyet otonok száa Q k k + k k uoreszcens átenet vaószínűsége k nr ne sugárzásos át. vsz. nr estékek,. jezők Q
S A gerjesztett áapot éettartaa Fuoreszcencia N gerjesztett oekuábó Δt idő aatt ΔN(k +k nr )NΔt gerjesztődik e. ierenciáegyenet: dn k k N dt ( + nr ) Megodása: N τ ( k + knr ) t N0e N0 k + k nr e t τ a gerjesztett áapot éettartaa A uoreszcencia intenzitás ecsengése Az eittát otonok száa arányos ΔN-e, tehát N-e is, azaz a otonszá is exponenciáisan csökken, τ időáandóva. Mérése: ipuzusszerű egviágítás (vianóápa, v. ipuzusézer), otonszááás az idő üggvényében. Megj. Kvantuhatások és éettarta a oszoreszcencia esetén is hasonóan deiniáható i. érhető. τ uoreszcencia ns τ oszoreszcencia μs...s Péda Fuoreszcencia poarizáció poarizát énnye viágítjuk eg a intát érjük, h. az eittát ény ennyire poarizát eorduhat a gerjesztett áapot éettartaa aatt dinaikai inoráció tk 6.8 ábra
Rayeigh λ szórt λ egvi Fényszórás Raan szórás: λ szórt λ egvi szórt egvi oton,szórt oton,egvi Raan λ szórt λ egvi hova ett az energia? Moekuarezgést ket (d. IR) gyenge intenzitású S Chandrasekhra Venkata Raan Rayeigh szórás ha a részecske érete: a << λ a szórt intenzitás: 6 a Jszórt ~ J 0N 4 λ inoráció: éret, ennyiség (p. kooidok) IR Raan A Rayeigh szórás érése ha J szórt <<J 0 J szórt -at érjük (Neeoetria) ha J szórt J 0 J -t érjük (turbidietria) Technikaiag ua. int az abszorpciós spektroszkópia, csak ost a J a szórás iatt kisebb, int J 0