ию состояния, представляющего смесь двух указанных состояний с появлением вращательной силы в я—я*-полосе, знак которой противоположен знаку вращательной силы в п—я*-полосе (см. работу [44]). И знак, и интенсивность КД-полос зависят от конформации соединения, что позволяет четко различать а-спирали, р-структуры и статистический клубок. В водных растворах измерения проводят при длинах волн, простирающихся вплоть до вакуумного ультрафиолета, т. е. до волновых чисел ~60 000 см-1 [48].

При всех достижениях теоретического характера по предсказанию !формы КД-спектров более ценным часто оказывается эмпирическое сопоставление спектров разных соединений. Например, на рис. 13-14 приведены КД-спектры спиралей, р-структур и неупорядоченных пеп-.тидных цепей, рассчитанные из измеренных спектров в сочетании с анализом реальных структур, которые установлены с помощью рентгеновской кристаллографии [49]. Обратите внимание на глубокий минимум при 222 нм в КД-спектре а-спирали, который в случае р-структу-ры выражен значительно слабее. Для неупорядоченной структуры при этой длине волны КД почти полностью отсутствует. По глубине указанного минимума часто оценивают относительное содержание спиральных участков в белке.

Недавно достигнуты некоторые успехи в предсказании оптического вращения молекул исходя из количественных данных по поляризуемости индивидуальных атомов [50].

В. Флуоресценция и фосфоресценция

Молекула, находящаяся в электронно-возбужденном состоянии, может потерять свою энергию, вернувшись в основное состояние, несколькими способами. Один из них состоит в испускании молекулой кванта света (флуоресценция) [51—55]. Интенсивность и спектральные свойства флуоресцентного излучения определяют, осветив образец, который помещен в кювету с четырьмя прозрачными стенками, и установив фотоумножитель под прямым углом к возбуждающему световому пучку. Если в абсорбционной спектрофотометрии измеряют отношение инД'лина волны, нм

300 350 400 450 500 600

РИС, 13-15. Л. Спектры испускания и возбуждения рибофлавинтетрабутирата в «-гептане (см. текст) [56]. Концентрация рибофлавинтетрабутирата ~0,4 мг-л~'. / — спектр возбуждения; испускание наблюдается при 525 нм. // — спектр испускания; длина вол-н^ возбуждающего света 345 нм. Б. Спектры индола в циклогексане при Г=196°С [54]. J — спектр возбуждения; //— спектр флуоресценции; /// — спектр фосфоресценции.

тенсивностей падающего и прошедшего через образец световых пучков, то в флуоресцентной спектроскопии — абсолютную интенсивность испускаемого света. Несмотря на то что эта интенсивность мала, чувствительность метода значительно выше, чем при измерении поглощения света. Таким образом, флуоресцентная спектроскопия относится к числу Важных аналитических методов (см., например, гл. 2, разд. 3,5). Она оказывается также весьма ценным и чувствительным инструментом при изучении химических свойств электронно-возбужденных состояний. На рис. 13-15 приведены спектры возбуждения флуоресценции1* (почти совпадающие со спектрами поглощения) для двух соединений — фла-вина [56] и триптофана; здесь же приведены соответствующие спектры испускания. Последние нормированы так, чтобы высота максимума совпадала с таковой для спектров поглощения. Обратите внимание, что спектр флуоресценции сдвинут в сторону низких энергий относительно спектра поглощения и что эти спектры перекрываются лишь в незначительной степени. Далее, спектр испускания по форме близок к

РИС. 13-16. Диаграммы потенциальной энергии органической молекулы в растворе в основном (S0), первом возбужденном синглетном (Si) и триплетном (Ti) состояниях ([5]; стр. 274). G — точка пересечения кривых Sj и 7Y Для наглядности расстояния г выбраны так, что rsсильно смещена в сторону больших длин волн.

]) Спектр возбуждения является одним из примеров спектров действия, представляющих собой зависимость какого-либо параметра системы от длины волны поглощаемого света. При очень низких концентрациях чистых соединений спектры действия практически совпадают со спектрами поглощения. Однако, поскольку значение параметра (в данном случае интенсивность флуоресценции) пропорционально количеству поглощенного света, спектры действия нужно сравнивать с графиками зависимости 1—Т от, длины волиы (Т — пропускание; см. разд. Б,1), а не с графиками зависимости е от X. При низких концентрациях указанные величины пропорциональны. Данный вопрос хорошо изложен в книге Клэйтоиа [51].

зеркальному отображению спектра поглощения. Чтобы понять, с чем это связано, обратимся к схеме, изображенной на рис. 13-16. Напомним, что при поглощении кванта света молекула обычно переходит на более высокие колебательные подуровни возбужденного электронного состояния, чем те, которые она занимала в основном состоянии. Однако, прежде чем произойдет