БИОЛОГИЯЛЫҚ ОБЪЕКТІЛЕРДІҢ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯСЫ

Биологиялық объектілердің люминесценциясы: фотолюминесценциясы, хемилюминесценциясы

Орындаған:Есенжол. М. Е

Топ:109А жалпы медицина

Тексерген:Нұрбекова. А. Ж

Жоспар:

Люминесценция

Люминесценттік талдау

Фотолюминесценция

Хемилюминесценция

Люминесценция

Люминесценция (лат. lumen - жарық, escent - әлсіз) - табиғатта кездесетін кейбір заттардың сыртқы факторлар себебінен сәуле шығару құбылысы. Қысымы азайған заттардан электр тоғы өткенде немесе кейбір заттарға электрондық сәуле түскенде олардың сәуле шығару құбылысы катодолюминесценция деп аталады. Бұлардың біріншісі "күндізгі жарық" шамдарында пайдаланылса, екіншісі теледидар экранында бейнесигналды жарық сигналына өзгерту үшін пайдаланылады.

газдардағы разряд кезінде бақылауға болады. Хемилюминесценция заттарда кейбір химиялық реакциялардың жүру барысында, мысалы, тотығу процесі кезінде байқалады. Оның жарықтылығы тәжірибе жүргізіліп отырған температурадағы жылулық жарық шығарудың жарықтылығынан бірнеше ондаған есе көп болуы мүмкін.

Фотолюминесценция көрінетін немесе ультракүлгін электромагниттік сәулеленудің әсерінен байқалады. Оны зерттей отырып, 1852 жылы Д. Стокс люминесценциялық сәулеленудің толқын ұзындығы әрқашан оны тудырған жарықтолқынының ұзындығынан артық болатынын тағайындады. Бұл Стокс ережесі деп аталады, оны энергияның сақталу заңы мен кванттық теория тұрғысынан оңай түсіндіруге болады. Түскен жарық квантының энергиясы фотолюминесценциямен қоса басқа да оптикалық емес процестерге (мысалы, ортаны қыздыруға) жұмсалады:

hυ =Е + hυ

Бұдан hυ>hυлюм немесе λ<λлюм, яғни Стокс ережесі шығады. Кейбір жағдайда Стокс ережесі бұзылып, фотолюминесценттік жарықтың толқын ұзындығы оны тудырған жарықтың толқын ұзындығынан аз болады. Мұны антикстік сәулелену дейді. Бұл сәулелену кезінде қоздырушы сәулелену квантының hυ энергиясына люминесценцияланатын зат атомдарының жылулық қозғалыс энергиясы қосылады υлюм>υ болады.

Табиғатта люминесценцияны кейбір жәндіктердің түнде жарқырауы, шіріген ағаштардың, минералдардың жарық шығаруы, солтүстік шұғыла (полюстік шұғыла) құбылыстарында бақылауға болады.

Зат кұрамының люминесценттік анализін жасау тәсілі люминесценция құбылысына негізделген. Бұл - дәлдігі өте жоғарғы тәсіл. Люминесценцияның спектрлік сызықтарының интенсивтігі бойынша зерттеліп отырған 1 г заттың құрамындағы 10−11 г қоспаны айыруға болады.

Химиялық люминесценттік сапалық зерделеу тәсілі арқылы қоспаның құрамындағы заттарды анықтайды.

Люминесценттік жарқырау сипаты бірдей болып көрінетін нәрселерді бір-бірінен айырып алуға мүмкіндік береді. Бұл - іріктеу люминисценттік анализ тәсілі. Осы тәсілмен медицинада аурудың диагнозын қояды. Ал ауыл шаруашылығында тұқымның сапасын зерттейді, сол сияқты мұнайдың құрамын анықтап, алмаздарды іріктейді.

Люминесценттік талдау

Люминесценция - сыртқы энергия көзінің әсерінен кейбір дененің жарық шығаруы. Люминесценция кезінде шыққан жарықтын жиілігі оны қоздырушы жарық жиілігінен өзгеше. Люминесценция құбылысын жарықтың шашырауы, шағылуы және денелердің термодинамикалық тепе-теңдік күйіндегі жылулық сәуле шығаруы тәрізді құбылыстардан ажырата білу керек.

Люминесценцияның энергетикалық шығымы деп люминесценция шығарған (шашыратқан) энергияның сіңірілген жарық энергиясына қатынасын айтады: Кванттық шығым деп (шығарылған) квант санынын сінірілген квант санына қатынасын айтады:

BЭН=EЛ/EЖ;

Ел мен Еж - люминесценция мен сіңірілген жарық энергиялары, ал NI мен Nt - шашыраған және сіңірілген квант саны. Квант энергиясы E-Nh тең, демек:

B=(Nлh⋎л) /(Neh⋎ж) =Bкв(⋎л/⋎ж)

Люминесценцңяның энергетикалық шығымының қоздырылатын жарық толқынының ұзындығына тәуелділігі Вавилов заңына бағынады, ол коздырылатын жарық толқынының ұзындығының өсуімен әуелі, толқын ұзындығына пропорционал өсіп, ең жоғарғы мәнге жетеді, сосын күрт төмендейді . Бірінші бөлікке арнап, былай жазады:

Вэн=χλc; λc=c/ νcВкв=Вэн*(νж/νл) =χ(λжνж) /νл=χ(c/νл) =χλл=const,

мұндағы χ- пропорционал коэффициент. Энергетикалық шығымның сіңірілген жарықтың толқын ұзындығына пропорционалдығы осы спектрлік бөлімдегі люминесценцияның кванттық шығымын білдіреді. Демек, люминесценциядағы кванттық шығым неғұрлым үлкен болған сайын, соғұрлым люминесценцияланатын заттың аз мөлшері табылуы мүмкін. Bэн-ның күрт төмендеуі Вэн-ның жоғарғы мәнінен кейін байқалады. Белгілі бір спектрлік аралықта Вкв тұрақтылығы осы аралықта Вэн жоғары болатын люминесценцияның толқын ұзындығын қоздыруға мүмкіндік береді. Бұл сандық флуореметрияда ерекше мәнге ие болады. Люминесценция интенсивтігі сәуле шығарған кванттар санына пропорционал:

Iл=χ’I0Nл=χ’ВквNж=χ’’(I0-I) Вкв, мұндағы Ш және / - түскен және ерітіндіден өткен жарықтың интенсивтіктері, олар Бугер-Ламберт-Беер теңдеуімен байланысты:

І=Іо10-е1с; олай болса, Nж=χ’Іо(1-10εIc) ; Іл =кχ’’ВкнІо(1-10εIc) 10-elc=1-2, 3εIc+(2, 3εIc) 2/2!+(2, 3εIc) 3/3!, мынаны табамыз:Iл=2, 3χ’’ВквI0εIc=kc