Спосіб моделювання процесу міжмолекулярної міграції енергії

Спосіб моделювання процесу міжмолекулярної міграції енергії, який включає реєстрацію зміни характеру флуоресценції зразка дослідного суб 3 сценції значно точніше та інформативніше, ніж вторинна флуоресценція субстрату, кон'югованого з флуорохромним барвником, відображає особливості міжмолекулярної взаємодії власне взірця дослідного субстрату, енергетику міжмолекулярних хімічних зв'язків. Слід зазначити принципову важливість вибору адекватного за характером випромінювання лазерного генератора для збурення міжмолекулярної взаємодії дослідного взірця. На відміну від лазерного випромінювання у видимій ділянці спектру, з яким пов'язаний феномен вигорання флуоресценції взірця [1], невидиме довгохвилеве випромінювання інфрачервоного спектрального діапазону спроможне ініціювати коливальні процеси в дослідному субстраті [3, 4], що й сприяє міграції енергії між збудженими молекулами субстрату. Так, виходячи з сучасних уявлень про незалежність притаманних молекулі окремих видів руху, зокрема руху електронів, коливання ядер і їх обертання, відповідно до яких повна енергія молекули дорівнює сумі електронної Еел, коливальної Екол, і обертальної Еоб енергій: Е=Еел+Екол+Еоб (1) що у відносних величинах набуває виразу: W= Weл+ Wкол+ Woб (2) Оскільки в будь-якій молекулі Weл> Wкол> Woб, то при електронних, коливальних і обертальних квантових переходах в одній і тій самій молекулі спектри поглинання і випромінювання різні, оскільки величина δW визначає довжини хвиль поглинання і випромінювання. За рахунок Woб молекулярні спектри спостерігаються переважно в дальній інфрачервоній області, а довжина хвилі випромінювання, як наслідок зміни обертального руху молекул, лежить у межах від 0,02 до 1мм включно. Зумовлене змінами коливального руху атомів у молекулі випромінювання характеризується великими значеннями W, а отже меншими довжинами хвиль з коливальними спектрами в ближній інфрачервоній області, а саме від 3 до 20мкм включно [5]. Виходячи з наведеного, поставлене завдання вирішують тим, що у відомому способі моделювання процесу міжмолекулярної міграції енергії, який включає реєстрацію зміни характеру флуоресценції взірця дослідного субстрату в результаті додаткового впливу лазерного випромінювання, відповідно до корисної моделі як субстрат дослідного взірця використовують мікропрепарат у вигляді нанесеного на предметне скло тонкого шару оптично активної речовини, яку піддають принаймні одномоментному впливові лазерного випромінювання в інфрачервоному спектральному діапазоні, а флуоресцентний аналіз дослідного взірця перед лазерним опромінюванням і безпосередньо після нього ведуть у поляризованому світлі. Перелік фігур. Фіг.1. Поляризаційна флуоресценція тетрацикліну. Фіг.2. Поляризаційна флуоресценція тетрацикліну після 30с лазерного опромінення. Фіг.3, 4, 5 Характер енергоміграційного процесу на прикладі поляризаційної флуоресценції каоліну: 3 - світіння інтактного взірця, 17434 4 4 - світіння взірця після лазерного опромінен ня, 5 - діаграма ефекту гасіння поляризаційної флуоресценції взірця як відображення міграції енергії між його молекулами. Фіг.6, 7, 8 Характер енергоміграційного процесу на прикладі поляризаційної флуоресценції компонентів листя гінкго: 6 - світіння інтактного взірця, 7 - світіння взірця після лазерного опромінення, 8 - діаграма ефекту гасіння поляризаційної флуоресценції взірця як відображення міграції енергії між його молекулами. Фіг.9, 10, 11 Характер енергоміграційного процесу на прикладі поляризаційної флуоресценції αліпоєвої кислоти: 9 - світіння інтактного взірця, 10 - світіння взірця після лазерного опромінення, 11 - діаграма ефекту гасіння поляризаційної флуоресценції взірця як відображення міжмолекулярної міграції енергії. Спосіб здійснюють наступним чином. Готують мікропрепарат із субстрату дослідного взірця, для чого на предметне скло наносять тонкий шар оптично активної речовини, після чого мікропрепрат досліджують у поляризаційному мікроскопі за методикою поляризаційної флуоресценції. Не змінюючи положення мікропрепарату на предметному столику мікроскопу, на мікропрепарат спрямовують випромінювання лазера в інфрачервоному спектральному діапазоні при потужності випромінювання в межах від 1 до 10мВт включно з експозицією, достатньою для виявлення ефекту гасіння флуоресценції взірця візуальним (якісним) і фотометричним (кількісним) способом, практично, починаючи з тривалості лазерного опромінення взірця в 30с. Відразу після припинення дії лазерного випромінювання проводять повторне дослідження показників флуоресцентного аналізу в поляризованому світлі. За результатами аналізу отриманих показників роблять висновок про характер міжмолекулярної міграції енергії: чим вираженіший ефект гасіння поляризаційної флуоресценції взірця, тим помітнішим слід вважати ефект міжмолекулярної міграції енергії внаслідок інтенсифікації коливальних і обертальних рухів молекул, індукованих дією на взірець лазерним випромінюванням в інфрачервоному спектральному діапазоні. Приклад 1. На предметне скло нанесли тонкий шар тетрациклінової мазі, який досліджували у поляризаційному мікроскопі за методикою поляризаційної флуоресценції. Після фотореєстрації візуальної картини флуоресценції дослідний взірець досліджували фотометричним способом з використанням фотометричної люмінесцентної насадки ФМЭЛ-1. Не змінюючи положення мікропрепарату на предметному столику мікроскопу, на взірець тетрациклінової мазі спрямовували випромінювання напівпровідникового лазера в інфрачервоному спектральному діапазоні ( =809нм) при потужності випромінювання 5мВт з експозицією 30с, після чого повторно реєстрували візуальну картину поляризаційної флуоресценції взірця і визнача 5 ли інтенсивність його світіння в поляризованому світлі. На Фіг.1, 2 наведений характер поляризаційної флуоресценції тетрациклінової мазі до і після впливу лазерного випромінювання: виражена деструктуризація характеру світіння взірця після лазерного опромінення, і його оптична гомогенізація з відповідним зниженням інтенсивності світіння (при люмометрії найяскравіших ділянок), зокрема на 67,3%, вказують на вираженість ефекту міжмолекулярної міграції енергії взірця. Приклад 2. Аналогічний ефект спостерігали при дії інфрачервоного лазерного випромінювання на характер поляризаційної флуоресценції подрібнених на порошок препаратів каоліну, листя гінкго дволопатевого та -ліпоєвої кислоти. В усіх випадках мало місце зниження яскравості (Фіг.3, 4; 6, 7 і 9, 10) та інтенсивності (Фіг.5, 8 і 11) поляризаційної флуоресценції взятих у дослід взірців. Так, зниження інтенсивності поляризаційної флуоресценції препарату каоліну склало 72,2% (Фіг.5). Аналогічно понизився рівень інтенсивності флуоресценції препарату гінкго дволопатевого, а саме на 81,6% (Фіг.8) і -ліпоєвої кислоти: на 90,8% - відповідно (Фіг.11). Наведені показники відображають неоднаковий характер гасіння поляризаційної флуоресценції для різних оптично активних речовин, індукований лазерним випромінюванням, засвідчуючи одночасно різний, притаманний кожній із взятих у дослідження речовин, характер міжмолекулярної міграції енергії, а отже високий рівень його відтворення, що й складає основне технічне завдання запропонованого способу. 17434 6 Таким чином, запропонований спосіб, забезпечує вищий, ніж за способом-прототипом, рівень чутливості, точності та інформативності відтворення процесу міжмолекулярної міграції енергії оптично активних речовин. Спосіб може знайти застосування при вирішенні складних питань ідентифікації оптично активних інгредієнтів у суміші, наприклад, у фармацевтичній і харчовій промисловості, при проведенні експертизи вказаних сполук, при розробці перспективних способів лікування і високоінформативних способів лабораторної діагностики в медицині і ветеринарії, а також як інструмент біофізичних досліджень хімічних сполук, особливо, з рідкокристалічними властивостями. Джерела інформації, які слід взяти до уваги: 1. T.P. Burghardt and D. Axelrod. Total internal reflection/fluorescence photobleaching recovery study of serum albumin adsorption dynamics / Biophys J. 1981, March; 33(3): 455-467. 2. В. Уильямс, Х. Уильямс. Физическая химия для врачей и биологов. М: Мир, 1976. 3. Fluorescence anisotropy of dyes included in crosslinked polystyrene. M. Levitus, J. L. Bourdelande, G. Marques, P. F. Aramendia. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 126(1999)77-82. 4. Molecular rotation diffusion detected by differential fluorescence energy transfer. J. R. Torga, М. C. Marconi, R. М. Negri, P. F. Aramendia. Chem. Phys. 253(2000)249-257. 5. Люминесцентный анализ в гастроэнтерологии. Л: Наука, 1984. - 236 с. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 17434 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601