Транспорт электронов в биологических системах - Рубин А.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Характеристика периодического освещения
Как следует из основной формулы (10.81), величина поправочного коэффициента зависит от соотношения длительностей темнового и светового периодов, /=0/х- Если длительность светового периода существенно больше, чем длительность темнового периода (%»0), то величина поправочного коэффициента близка к единице и искажения световых кривых не происходят. Качественно это следует из того, что быстрые компоненты за время светового периода успевают достичь стационарного состояния, а медленные компоненты за время темнового периода не успевают от-
релаксировать и, следовательно, через несколько световых периодов обязательно достигнут стационарного состояния. Таким образом, наилучшей периодической модуляцией света с рассматриваемой точки зрения является такая, для которой световой период больше, чем темновой период. Обычно же на практике используют модуляцию, у которой длительность темнового периода больше, чем длительность светового периода. В этом случае /> 1 и поправочный коэффициент (10.81) уже не равен единице. Величина коэффициента (10.81) определяется, кроме величины /, еще и соотношением времени светового периода и временем затухания компоненты, т. е. величиной к%.
Зависимость искажений световой кривой
от длительности затухания компонент
Если кинетика темновой релаксации переносчика такова, что как величины к%, так и величины к% (/+1) существенно больше единицы, искажений световых кривых не происходит. Иными словами, переносчик за время светового периода успевает достигнуть стационарного состояния.
Если время темновой релаксации переносчика больше, чем длительность светового периода (1> к%), и короче, чем длительность темнового периода (&0>1), то переносчик, который восстанавливается за время темнового периода, может не успеть достичь стационарного состояния за время светового периода. В этом случае искажение формы световой кривой происходит не за счет суммации эффектов от освещения образца импульсами света, а за счет чисто кинетических эффектов, проявляющихся в течение одного светового периода. Поправочный коэффициент в этом случае равен [см. формулу (10.72)]
у = 1_е-(*+*°)* (10.82)
Если время темновой релаксации (восстановления) переносчика больше, чем длительность и светового и темнового периодов, то искажение световой кривой связано в основном с эффектом суммации амплитуд заселенностей окисленного состояния переносчика, индуцированных многими световыми импульсами. В рассматриваемом случае для интенсивностей света, для которых х<1, справедлива следующая аппроксимация поправочного коэффициента:
У*^~, (10.83)
X + / + 1
а величину заселенности второго состояния следующим образом: Р*^—Г, (10.83)
X + / + 1
Таким образом, полунасыщающая интенсивность света для рассматриваемых компонент увеличивается в 1+1 раз; это связано с тем, что
Рис. 50. Искажение световых кривых окисленности переносчика, вызванное периодическим освещением образца
По оси абсцисс отложена величина ко/к. 1 — световая кривая, соответствующая непрерывному освещению; 2—6 — световые кривые, соответствующие периодическому освещению образца; 2 — ку= 0,5; 3 — кх = 0,2; 4 — к%= 0,1; 5 — ку= 0,01; 6 — кх = 0,001. Кривые 2—5 рассчитаны для 0/х = 5. Кривая 6 рассчитана для 0/%=1О
Рис. 51. Световые кривые окисленности переносчика в двойных обратных координатах
1 — световая кривая, соответствующая непрерывному освещению; 2—5 — кривые, соответствующие непрерывному освещению образца. Значения параметров кривых 1—5 совпадают с таковыми для кривых /—5 на рис. 50
интенсивность действующего света уменьшается фосфороскопом за счет наличия темновых периодов.
На рис. 50 представлены световые кривые заселенности окисленного состояния в зависимости от длительности темновой релаксации переносчика. По оси абсцисс на этом рисунке отложена величина ко/к, а по оси ординат — относительная величина изменения поглощения. Выбор указанного масштаба по оси абсцисс приводит к тому, что световые кривые всех переносчиков, полученных с помощью непрерывного освещения, совпадают друг с другом (кривая 1). Все световые кривые, соответствующие периодическому возбуждающему свету, лежат ниже этой кривой. На рис. 51 представлены те же кривые, но в двойных обратных координатах.
Таким образом, анализ изменения поглощения при периодическом режиме освещения показывает, что для получения неискаженных световых кривых необходимо, чтобы длительность светового периода была больше длительности темнового. В противном случае могут наблюдаться следующие эффекты: 1) искажение формы световой кривой; 2) увеличение полунасыщаю-щей интенсивности света; 3) несоответствие времен релаксации различных компонент с их полунасыщающими интенсивностями действующего света; 4) искажение отношения амплитуд компонент с различными временами релаксации и зависимость этого отношения от интенсивности действующего света.
