Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
сывороточный альбумин - лизоцим, сывороточный альбумин - нуклеиновая кислота, лизоцим - нуклеиновая кислота.
Флуоресцирует один из компонентов, так как только один из них сказывается меченным 1-диметил-амино-нафталин-5-сульфонил-хлоридом. Автор расширил теорию на случай двухкомпонентной и многокомпонентной системы. Изучалось взаимодействие компонентов и образование ассо-цйатов. Установлено, что взаимодействие значительно, когда компоненты заряжены противоположно, и оно быстро уменьшается с увеличением ионной силы.
Этим же методом Массей, Харрингтон и Хартли [34] исследовали 'энзимы - химотрипсин и химотрипсиноген. Для метки употреблялось то же вещество. Авторы отмечают, что работа с энзимами осложнена недостаточной стабильностью образующихся комплексов и требует ряда предосторожностей и специальных приемов. Поляризация люминесценции "позволяет изучить полимеризацию энзимов с увеличением концентрации и определить число мономеров в полимере. Это число различно для различных энзимов - для химотрипсина оно составляет 4-8, для химотрип-синогена - 2, причем отдельные молекулы соединяются в последнем случае "в стык", образуя цепочку. Это следует из найденного отношения •осей эллипсоида. Кроме того, у энзимов найдено новое явление, которого Вебер на белках не наблюдал,- степень поляризации меняется в зависимости от того, сколько молекул красителя связано с макромолекулой, следовательно, изменяется отношение времени вращательной релаксации ко времени жизни возбужденного состояния. Используя это явление и данные других методов (в частности, центрифугирования и изучения биохимической активности энзимов), авторы смогли подойти к вопросу о природе биохимической активности энзимов.
Приведенные примеры красноречиво свидетельствуют о плодотворности применения методов предельной поляризации люминесценции ас изучению биологических и биохимических объектов и систем.
3]
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ПРЕДЕЛЬНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ 341
Формула (1) дает метод измерения объемов молекул в растворах (и), а также вязкостей растворителей (ri). При этом измеренный объем может быть вовсе не равен истинному объему молекулы, а измеренная вязкость - макроскопической вязкости этой жидкости. Причина этого кроется в том, что молекула растворенного флуоресцирующего вещества взаимодействует с молекулами растворителя.
Результат этого взаимодействия можно себе представить как образование "сольватной оболочки" из молекул растворителя вокруг данной молекулы, что и будет соответствовать изменению объема. Но возможно и иное представление: никаких сольватных оболочек не образуется, но взаимодействие приводит к изменению микровязкости по сравнению с макроскопической вязкостью, измеряемой обычными вискозиметриче-скими методами.
Дело, однако, не в наглядных представлениях, а в физической природе явления. Выражаем ли мы это явление численно как изменение объема или как различие микро- и макровязкости - по существу мы имеем новый метод исследования сил взаимодействия между молекулами в растворах, исследования природы этих сил. Некоторые попытки исследований в этом направлении предпринимались.
В работе [35] измерялась поляризация люминесценции одних и тех же соединений в разных растворителях. Полученные данные об объемах в ряде случаев не согласуются с обычным представлением о сольватных оболочках как о мономолекулярном слое, В других случаях экспериментальные результаты согласуются с представлением о сольватных оболоч* ках [35а]. Имеющийся материал еще недостаточен для обобщений, но полезность поляризационного метода и здесь несомненна.
В работе В. Л. Левшина [36] с помощью поляризации люминесценции была обнаружена "ложная вязкость" желатиновых и целлоидиновых (коллоидных) растворов различных красителей, а именно показано, что эти, кажущиеся очень вязкими, желеобразные вещества на самом деле имеют весьма малую молекулярную вязкость. Такая особенность объясняется своеобразной структурой этих веществ, состоящих в набухшем состоянии из отдельных регулярных ячеек, наполненных водой.
Нет сомнений, что в изучении вязкости различных систем, в частности, биологических микрообъектов, например плазмы клеток, поляризационный метод может и должен сыграть существенную роль.
Поляризация люминесценции раствора зависит не только от свойств-растворителя, о которых шла речь выше, но и в первую очередь от структуры самих молекул люминесцирующего вещества. В частности, поляризация сильно зависит от симметрии молекул: чем симметричнее (и следовательно" изотропнее) молекула, тем меньше степень поляризации. >
Этот простой факт был использован венгерскими физиками [52] в люминесцентном анализе битумов. Предлагаемый ими метод основан на следующих соображениях. Образцы, взятые из поверхностных слоев почвы, могут содержать два совершенно различных вида битумов - один происходит из нефтяных залежей, расположенных глубоко под поверхностью и перешедших на поверхность в результате диффузии через слои почвы; другой образовался из различных органических веществ в самих верхних слоях, следовательно, диффузии не подвергался. Представляется вероятным, что способность диффундировать больше у симметричных молекул, чем у несимметричных. В результате первые типы битумов должны состоять из более симметричных молекул, чем вторые, а следовательно, в растворах первые будут обладать меньшей поляризацией люминесценции, чем вторые.
