Скачать методичку

Фотофизические и фотохимические реакции, начинающиеся с поглощения света фотосинтетическими пигмент-белковыми комплексами, являются одними из самых быстрых в биологии. Они происходят на временной шкале от десятков фемтосекунд до нескольких наносекунд. Развитие сверхбыстрых лазерных систем, способных производить импульсы фемтосекундной длительностью, открыло новую область исследований и позволило изучать такие фотофизические и фотохимические реакции в реальном времени.

В методе фемтосекундной абсорбционной спектроскопии часть представляющих интерес молекул переводится в электронно-возбужденное состояние с помощью сверхкороткого (десятки фемтосекунд) светового импульса накачки (pump pulse). Вслед за таким импульсом сквозь образец с некоторой задержкой τ проходит более слабый измерительный импульс (probe pulse). Затем вычисляется дифференциальный спектр, т.е. спектр поглощения возбужденного образца за вычетом спектра поглощения образца в основном состоянии (ΔA). Изменяя задержку τ между импульсами и регистрируя на каждой задержке ΔA спектр, получают профиль ΔA как функцию задержки и длины волны (ΔA(τ,λ)). ΔA(τ,λ) содержит информацию о динамике происходящих в фотосинтетических системах процессах, таких как миграция энергии возбуждения и перенос электрона.

Во время практикума будет продемонстрирована работа лазерной установки и показано устройство фемтосекундного спектрометра, работающего по принципу накачки-зондирования. В качестве объекта для измерения предполагаем использовать безантенные реакционные центры пурпурной бактерии Rhodobacter sphaeroides. Получая фотоиндуцированные ΔA спектры с шагом 30 фемтосекунд в диапазоне от 0 до 3,5 наносекунд, студенты смогут наблюдать интереснейший процесс – первичное разделение зарядов и перенос электрона в реакционном центре.

Контактная информация: e-mail hmelan@gmail.com