ЗАНЯТИЕ № 12. Цель: Изучить механизмы высвечивания фотонов при химических реакциях и возможности метода хемилюминесценции в исследовании биологических процессов

ТЕМА: Хемилюминесценция

Цель: Изучить механизмы высвечивания фотонов при химических реакциях и возможности метода хемилюминесценции в исследовании биологических процессов

Хемилюминесценцией (ХЛ) называют свечение, сопровождающее химические реакции. Наличие такого свечения означает, что энергия, которая выделяется на одной из стадий химического процесса, протекающего в системе, оказывается достаточной для образования одного из продуктов реакции в электронно-возбужденном состоянии. Среди огромного разнообразия биохимических реакций, протекающих в живых организмах, лишь единичные сопровождаются измеримым излучением в видимой или ультрафиолетовой областях спектра. Наиболее изучены пять типов процессов, сопровождающихся свечением: биолюминесценция; хемилюминесценция в системах, содержащих активные формы кислорода; хемилюминесценция, сопровождающая реакции свободнорадикального окисления органических соединений; свечение, образующихся при действии физических факторов; термолюминесценция.

Вопросы для рассмотрения на занятии:

1. Разновидности люминесценции (био-, хеми-, фотохеми-, трибо-, соно-) и факторы их порождающие.

2. Механизм возникновения люминесценции свободных радикалов на примере УФ-возбужденного триптофана (рекомбинационное свечение). Антистоксов сдвиг.

3. Общие черты хемилюминесцентных реакций. Хемилюминесценция при электролизе.

4. Механизм хемилюминесцентных реакций в растворах. Люминесценция рубрена.

5. Люциферин-люциферазная реакция.

6. Стадии превращения перекисей липидов, приводящие к появлению хемилюминесценции.

7. Типы радикалов, которые могут давать хемилюминесценцию. Реакция карбонатов, приводящая к появлению возбужденных молекул.

8. Характеристики хемилюминесценции (спектр, квантовый выход, время жизни). Доказательства триплетного состояния продуктов перекисного окисления.

9. Физические активаторы хемилюминесценции.

10. Химические факторы активации. Механизм активации на примере люминола.

11. Применение люминесценции в биологии и медицине.

Самостоятельная работа

Прозрачность некоторых типов солнечных очков для света зависит от его интенсивности. Линзы очков светлые в условиях слабой освещенности в помещении, но темнеют на солнце. Веществом, которым определяется это изменение, является кристаллическое хлористое серебро, входящее в состав стекла. Предложите фотохимический механизм для объяснения этого эффекта.

Литература

· Владимиров Ю.А. Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов. – М., 1989, с. 157-187 (Глава 9)

· Рощупкин Д.И., Артюхов В.Г. Основы фотобиофизики. – Воронеж, 1997, с. 29-34 (Глава 3)