Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Основы радиационной биофизики" -> 46

Основы радиационной биофизики - Кудряшов Ю.Б.

Кудряшов Ю.Б., Беренфельд Б.С. Основы радиационной биофизики — Москва, 1982. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviradicionnoybiofiziki1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 40 41 42 43 44 45 < 46 > 47 48 49 50 51 52 .. 144 >> Следующая

Для изучения механизма лучевой инактивации растворенных молекул .необходимо осуществить ряд логически связанных друг с другом этапов биофизического анализа:
1) изучить характер радиационно-химического превращения воды, выяснить природу возникающих активных продуктов, их физико-химические свойства и реакционную способность;
2) изучить кинетические характеристики процесса инактивации растворенных -молекул;
3) определить основные типы реакций, в которые могут вступать органические молекулы и продукты радиолиза воды;
4) исследовать характер структурных 'повреждений, возникающих в биомакромолекулах, взаимодействующих с активными продуктами радиолиза воды;
5) определить .причинно-следственную связь между типами структурного повреждения и характером инактивации растворенных макромолекул.
Ниже мы кратко рассмотрим ряд методических подходов к решению перечисленных задач и остановимся на некоторых важных результатах, полученных в биофизических исследованиях.
1. РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ МОЛЕКУЛ ВОДЫ
На рис. IV-2 представлен оптический спектр поглощения воды, дающий представление о распределении сил осцилляторов молекулы Н20 ‘. В части спектра, соответствующей обычному возбуждению с энергией, меньшей потенциала ионизации /= = 12,6 эВ, можно различить три области. Полоса непрерывного
1 Оптический спектр НгО и его трактовка заимствованы из работы: П л а т ц -май Р. Л. Энергетический спектр возбуждения при действии ионизирующей радиации. — В кн.: Современные проблемы радиационных исследований (материалы III Международного конгресса по радиационным исследованиям. Италия, 1966 г.). М., 1972.
поглощения Xi с наименьшей энергией обусловлена только переходом, который приводит к диссоциации с образованием основного (электронного) состояния Н + ОН и ответствен за известную непрозрачность воды во всех фазовых состояниях для длин волн короче 180 нм. В другие полосы возбуждения — х2 и *з — входят как об- о,зо ласть непрерывного поглощения, так и ряд отчетливых полос, и соответст- 7 ого вующие им наиболее распространен- " ные первичные продукты диссоцииру- S ют на Н и ОН* или Н2 и О. Область 5 0,10 сверхвозбуждения простирается от /о до энергии около 30 эВ. Сверх- о возбуждение возникает в результате примерно 63% всех первичных событий, происходящих без ионизации, а рис. IV—2. Оптический спектр конкуренция между двумя путями — поглощения воды (по Платц-ионизацией и диссоциацией — была ману, 1966)
доказана экспериментально.
Сверхвозбужденные молекулы НгО* могут диссоциировать на два радикала:
Н30*->Н-+ОН-. (IV-2)
Конкурирующий процесс — «автоионизация» сверхвозбужден-ной молекулы воды:
Н20*->Н30+ +er. (IV-3)
Большая часть энергий осцилляторов превосходит потенциал ионизации. Перенос к молекуле Н20 энергии, большей, чем /0, с высокой вероятностью приводит к ионизации:
H30->H20+ + е~. (IV-4)
Ионы НгО+ могут находиться в различных электронных состояниях, одни из которых стабильны, а другие приводят к диссоциации. Концентрация колебательной энергии на определенных связях может привести к распаду иона:
Н20+->Н+ + ОН'. (IV-5)
Свободные радикалы Н и ОН 'пространственно не разобщены, поэтому они могут с большой вероятностью рекомбинировать с образованием молекулярных продуктов:
H+0H->H20; (IV-6)
Н+Н->Н3; (IV-7)
ОН’ + 0Н->Н„03. (IV-8)
Е,эВ
Чем выше ЛПЭ излучения, тем больше свободных радикалов возникает на единицу пути частицы « тем соответственно выше вероятность их рекомбинации с образованием молекулярных продуктов согласно реакциям (IV-6) — (IV-8).
До середины 60-х гг. считалось, что при облучении водных растворов косвенное 'поражение макромолекул происходит за счет
их взаимодействия с радикалами Н, ОН' и перекисью водорода. Это соответствовало гипотезе, высказанной еще в 1944 г. Вейсом. Роль свободного электрона, возникающего в реакциях (IV-3), (IV-4), оставалась невыясненной. По одной схеме (Вейс, 1944) предполагалось, что электрон переходит на соседний ион водорода Н+ и превращает его в радикал Н\ Согласно схеме Ли (1946) электрон захватывается молекулой воды с образованием отрицательно заряженного иона Н20~, который распадется на ОН~ и Н'. Однако существование ионов Н20~ даже в качестве промежуточных продуктов доказать не удалось. Дальнейшие исследования привели к открытию в облученной воде особой стабилизированной формы электрона, которая получила название «гидратированный электрон».
Гидратированный электрон, обозначаемый е~гидР, возникает в результате стабилизации свободного электрона в «потенциальной яме», образованной поляризованными молекулами воды (рис. IV-3, А, Б). Растеряв на возбуждение и ионизацию среды большую часть энергии, электрон продолжает взаимодействовать
Предыдущая << 1 .. 40 41 42 43 44 45 < 46 > 47 48 49 50 51 52 .. 144 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed