Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
342 ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ и ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ [ГЛ. XX
Авторы проверили эту гипотезу, исследовав площадь (--60 кв. км) с известным распределением нефтеносных участков. У образцов первого типа экспериментально установлено отсутствие поляризации, вторые же обладают поляризацией, хотя и небольшой (3-5%).
Этот метод может служить полезным дополнением к обычным приемам люминесцентного анализа в нефтяной геологии и разведке.
4. Поляризация флуоресценции частично ориентированных молекул
До сих пор речь шла об изотропных растворах флуоресцирующих молекул, где поляризация флуоресценции определяется только анизотропией возбуждения. Однако в природе существуют среды, в которых молекулы расположены не хаотично, а полностью или частично ориентированы, например волокна искусственного шелка. Молекулы можно ориентировать и различными искусственными способами: электрическим или магнитным полем, ориентацией в потоке жидкости (использование эффекта Максвелла) и др. Наиболее простым способом является изготовление анизотропных пленок, прокрашенных флуоресцирующим веществом. . *
Флуоресценцию и фосфоресценцию целлофановых пленок, прокрашенных в водных растворах красителей, впервые исследовали Каутский и Хирш [37]. Оказалось, что молекулы, адсорбированные упорядоченными волокнами целлофана, частично ориентированы. Поэтому такие пленки обнаруживают дихроизм, т. е. пленки по-разному поглощают свет различной поляризации, и их флуоресценция поляризована даже при естественном возбуждении ("спонтанная" поляризация, подробно исследованная Феофиловым [12, 13] и другими авторами [38]).
Аналогичные пленки могут быть изготовлены и из различных других веществ (полистирол, поливиниловый спирт) с использованием не только воды, но и других растворителей (бензол, амилацетат). В процессе изготовления прокрашенную пленку можно механически растянуть, чтобы создать необходимую анизотропию [156].
Анизотропные волокна и пленки часто находят важные практические применения, кроме того, эти объекты играют большую роль в живой природе. Нет сомнения, что изучение поляризации люминесценции станет одним из важных и удобных способов их исследования, анализа и контро-ия. Первые, хотя и немногочисленные, попытки в этом направлении уже имеются.
Бандов в своей работе [39] указывает, что наблюдение поляризаций флуоресценции адсорбатов открывает новые возможности исследования структуры как адсорбированных молекул, так и адсорбента, а также механизма адсорбции. В частности, представляется интересным попытаться применить этот метод в люминесцентной хроматографии.
Престон и Тзиен [40, 41] уже непосредственно применили описываемый метод к практическим задачам. Они исследовали поляризацию флуоресценции окрашенных волокон искусственного шелка с целью изучения процессов крашения и выяснения структуры волокна (ориентации молекул). Авторы сопоставляли результаты измерений дихроизма, поляризации флуоресценции, двойного лучепреломления и анизотропии набухания. Выводы, полученные путем исследования этих разных свойств объектов, находятся в согласии между собой. Авторы считают, что поляризационнолюминесцентный метод для указанной цели вполне пригоден и более удобен, чем метод определения дихроизма и другие.
*] ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ КРИСТАЛЛОВ 343
Аналогичные наблюдения провел Шарф [42], исследовавший люминесценцию флуорохромированных миелотропных нервных волокон. Флуоресценция окрашенных нервных волокон обнаруживает заметную поляризацию, что может служить методом исследования структуры волокон.
5. Исследование структуры и свойств кристаллов методами поляризованной люминесценции
В кристаллах отдельные излучатели ориентированы полностью и эта ориентация обусловливает поляризацию люминесценции.
Не случайно поэтому, что явление поляризованной люминесценции было впервые обнаружено именно\ на кристаллах более 100 лет назад Грайлихом [43].
Шкала
¦ 0 12 3 4 5 6 7 3 3 /Ох
,-1-1-1-,-1-1-1-1-1-1 д
Рис. 88. Положение молекул в элементарной ячейке кристалла антрацена.
Поляризованная флуоресценция позволяет изучать не только анизотропию кристалла в целом, но и анизотропию отдельных излучателей, его составляющих, а также их взаимодействие. Эти исследования интересны как в научном отношении, так и с точки зрения возможности их использования в практике, поскольку с исследованием структур кристаллов связано решение большого числа разнообразных задач в геологии и минералогии, в биологии и т. д.
Методы поляризованной люминесценции используются при исследовании как органических, так и неорганических кристаллов.
П. П. Феофилов в большой группе работ (см. их обзор [44]) исследовал поляризацию люминесценции кубических щелочно-галоидных кристаллов. Им разработаны методы определения ориентации центров люминесценции и получены важные данные о природе и свойствах этих центров.
Молекулярные кристаллы принадлежат к более сложным сингониям (моноклинной и др.). В большинстве таких кристаллов не все молекулы Ориентированы одинаково, но имеется несколько типов ориентации (в очень многих органических кристаллах - нафталин, антрацен и т. д.- два типа ориентации молекул; рис. 88). Кроме того, в этих кристаллах необходимо
