Quang phổ tương quan huỳnh quang. II. Một hiện thực hóa thực nghiệm

Biopolymers - Tập 13 Số 1 - Trang 29-61 - 1974
Douglas Magde1, Elliot L. Elson2, Watt W. Webb3
1Departments of Chemistry and Applied Physics, Cornell University, Ithaca, New York 14850
2Department of Chemistry, Cornell University, Ithaca, New-York 14850
3Department of Applied Physics, Cornell University, Ithaca, New York 14850

Tóm tắt

Tóm tắtBài báo này mô tả ứng dụng thực nghiệm đầu tiên của quang phổ tương quan huỳnh quang, một phương pháp mới để xác định các hằng số động hóa học và hệ số khuếch tán. Các đại lượng này được đo bằng cách quan sát hành vi thời gian của những dao động nồng độ nhỏ xảy ra tự phát trong hệ phản ứng ngay cả khi nó ở trạng thái cân bằng. Trạng thái cân bằng của hệ không bị xáo trộn trong suốt quá trình thí nghiệm. Các hệ số khuếch tán và các hằng số tốc độ hóa học quyết định hành vi thời gian trung bình của những dao động tự phát này giống như những gì được tìm kiếm bởi các phương pháp thông thường hơn, bao gồm kỹ thuật nhảy nhiệt độ hoặc các kỹ thuật kích thích khác. Thí nghiệm chủ yếu bao gồm việc đo sự biến đổi theo thời gian số lượng phân tử của các tác nhân phản ứng xác định trong một thể tích dung dịch mở cụ thể. Nồng độ của một tác nhân phản ứng được đo bằng huỳnh quang của nó; thể tích mẫu được xác định bởi một chùm tia laser tập trung kích thích huỳnh quang. Phát xạ huỳnh quang dao động tỷ lệ với sự thay đổi trong số lượng phân tử huỳnh quang khi chúng khuếch tán vào và ra khỏi thể tích mẫu và khi chúng được tạo ra hoặc loại bỏ thông qua các phản ứng hóa học. Số lượng phân tử tác nhân phản ứng này phải nhỏ để cho phép phát hiện các dao động nồng độ. Do đó, thể tích mẫu là nhỏ (10−8 ml) và nồng độ của các chất tan là thấp (∼ 10−9 M). Chúng tôi đã áp dụng kỹ thuật này để nghiên cứu hai hệ mẫu: ví dụ đơn giản về khuếch tán thuần túy của một loài huỳnh quang đơn, rhodamine 6G, và ví dụ thú vị nhưng thách thức hơn về phản ứng của DNA đại phân tử với thuốc ethidium bromide để tạo thành một phức huỳnh quang. Sự tăng cường huỳnh quang của ethidium bromide khi hình thành phức có thể cho phép quan sát sự suy giảm của các dao động nồng độ thông qua phản ứng hóa học và do đó xác định các hằng số tốc độ hóa học.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1103/PhysRevLett.29.705

10.1002/bip.1974.360130102

Landau L. D., 1958, Statistical Physics, 377

10.1021/ma60023a019

10.1016/S0079-6638(08)70188-4

Benedek G. B., 1969, Polarisation, Matiere et Rayonnement, 49

10.1063/1.1712445

10.1063/1.1670503

10.1063/1.1671130

10.1063/1.1669427

10.1063/1.1671255

10.1063/1.1670775

10.1063/1.1671898

10.1063/1.1674963

10.1021/j100843a005

10.1063/1.1673965

10.1063/1.1672112

10.1063/1.1672930

10.1017/S0033583500001189

10.1016/B978-1-4832-3114-3.50008-8

10.1073/pnas.70.3.870

10.1038/169506a0

10.1099/00221287-36-2-225

10.1016/0022-2836(67)90276-8

10.1016/0022-2836(68)90286-6

10.1016/0022-2836(68)90207-6

10.1016/0022-2836(67)90353-1

D. M.Crothers private communication.

Maitland A., 1969, Laser Physics, 153

S.Weinreb MIT Research Lab. of Electronics Technical Report#412 Appendix B (1963).

10.1063/1.1654464

D. E.Koppel personal communication.

Callen H. B., 1960, Thermodynamics, 277

Denbigh K., 1964, The Principles of Chemical Equilibrium, 297

Birks J. B., 1970, Photophysics of Aromatic Molecules

10.1016/S0022-2836(65)80096-1

10.1098/rspa.1972.0071

Eigen M., 1963, Techniques of Organic Chemistry

10.1021/ja01136a059

Waring M. J., 1964, Biochem. Biophys. Acta, 87, 358

S. M.TarrandA. H.Ross private communication.

10.1016/0022-2836(69)90420-3

Breshoff J., 1973, Biophys. Soc. Abstracts, 13, 24a

Thông tin
Thông tin xuất bản

Biopolymers

Tập 13 Số 1

29-61

Thông tin tác giả