Πτυχιακές εργασίες
Τρέχουσα Εγγραφή: 7 από 204
|
|
| Τίτλος |
Εφαρμογή της υπερταχείας χρονοαναλυόμενης φασματοσκοπίας λέιζερ για την μελέτη της ηλεκτρονιακής δυναμικής των φλαβινών FMN και FAD |
| Άλλος τίτλος |
Application of ultrafast time resolved laser spectroscopy for the study of electron dynamics in flavins FMN and FAD |
|
Σύμβουλος διατριβής
|
Κολοκύθα, Χριστίνα
|
|
Σύμβουλος διατριβής
|
Άγγλος, Δημήτριος
Λουκάκος, Παναγιώτης
|
| Περίληψη |
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η δυναμική εξέλιξη των φωτοφυσικών
ιδιοτήτων των φλαβινών: Φλαβινομονονουκλεοτίδιο (Flavin Mononucleotide - FMN)
και του Φλαβινοαδενινοδινουκλεοτίδιο (Flavin Adeninedinucleotide - FAD). Οι
φλαβίνες λειτουργούν ως συμπαράγοντες σε πολλά ένζυμα (φλαβοένζυμα), τα
οποία καταλύουν πληθώρα βιολογικών διαδικασιών, όπως ο αερόβιος
μεταβολισμός. Τα φλαβοένζυμα πραγματοποιούν οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις
ενός ή δυο ηλεκτρονίων και η ιδιότητα τους αυτή προέρχεται από την ύπαρξη των
φλαβινών στην δομή τους.
Η μελέτη των φωτοφυσικών διαδικασιών των συγκεκριμένων φλαβινών οδηγεί στην
απόδοση μηχανιστικών πληροφοριών, που συμβάλλουν στην κατανόηση και στην
αποσαφήνιση των μηχανισμών λειτουργίας των φλαβοενζύμων που δεν έχει γίνει
αποκρυπτογράφηση του μηχανισμού δράσης τους.
Η διεξαγωγή των πειραμάτων βασίστηκε στην τεχνική της Υπερταχείας
Χρονοαναλυόμενης Φασματοσκοπίας Λέιζερ (Ultrafast Time – Resolved Laser
Spectroscopy). Χαρακτηριστικό της τεχνικής είναι η χρήση υπερβραχέων παλμών
άντλησης (pump) χρονικής διάρκειας τ = 50 fs (φεμτοδευτερολέπτων, femtosecond -
fs). Οι παλμοί αυτοί προκαλούν την διαταραχή του συστήματος (διέγερση μορίων).
Η σύντομη διάρκεια την διαδικασίας διέγερσης του υπό μελέτη δείγματος επιτρέπει
την ανίχνευση των υπερταχείων διαδικασιών, που πραγματοποιούνται μεταξύ των
διεγερμένων καταστάσεων αλλά και της θεμελιώδης κατάστασης. Η
φασματοσκοπική παρακολούθηση επιτυγχάνεται μέσω της καταγραφής μεταβολών
της απορρόφησης του συστήματος. Η διέγερση των χρωμοφόρων FMN και
FADεπιτεύχθηκε με την χρήση παλμού άντλησης μήκους κύματος 395,5 nm, ο
οποίος μεταφέρει τον ηλεκτρονιακό πληθυσμό στις ηλεκτρονιακές καταστάσεις
S1και S2.
Στα χρονοαναλυόμενα φάσματα απορρόφησης του FMN, που λήφθηκα μετά την
διέγερση του παρατηρούνται τέσσερις χαρακτηριστικές ταινίες, δυο με αρνητική
μεταβολή οπτικής πυκνότητας και δυο με θετική. Οι μεταβάσεις που αποδίδονται
στις κορυφές με αρνητική μεταβολή της οπτικής πυκνότητας είναι η S0→S1 (450 nm)
και η εξαναγκασμένη εκπομπή S1→S0 (575 nm), ενώ οι κορυφές με θετική μεταβολή
της οπτικής πυκνότητας είναι μεταβάσεις απορρόφησης από την διεγερμένη
κατάσταση S1 (S1→Sn,500 και 690 nm). Πληροφορίες λήφθηκαν και από τις κινητικές
καμπύλες τουFMN, οι οποίες αποτυπώνουν την δυναμική εξέλιξη των καταστάσεων
S0 και S1. Οι χρόνοι ζωής που προέκυψαν από την ανάλυση των κινητικών καμπυλών
ήταν τ = 1,79±0,05 ps, τ ≈ 112 ps και τ ≈ 1 ns. Ο πρώτος χρόνος αποδόθηκε στην
διαδικασία της εσωτερικής μετατροπής από την κατάσταση S2 στην κατάσταση S1. Ο
δεύτερος χρόνος περιγράφει την φωτοεπαγώμενη μεταφορά ηλεκτρονίου από το
σκελετό του σακχάρου στον δακτύλιο ισοαλλοξαζίνης. Η αντίδραση αυτή οδηγεί
στην παραγωγή του Lumichrome, το οποίο εκπέμπει ακτινοβολία (εξαναγκασμένη
εκπομπή από την S1 κατάσταση στην S0) σε εύρος μηκών κύματος 400 – 600nm. Στην
κινητική καμπύλη μήκους κύματος 575 nm εντοπίζεται ο σχηματισμός του
Lumichrome, καθώς σε αυτό το εύρος μηκών κύματος παρατηρείται η
εξαναγκασμένη εκπομπή του μορίου. Ο τελευταίος χρόνος αποδίδεται στην
διαδικασία της διασυστηματικής διασταύρωσης, δηλαδή στην μετάβαση του
ηλεκτρονιακού πληθυσμού από την S1 κατάσταση στην T1. Τα συγκεκριμένα
δεδομένα βρίσκονται σε συμφωνία με την βιβλιογραφία.
Η ανάλυση των χρονοαναλυώμενων φασμάτων του FAD απέδωσε παρόμοια
φασματικά χαρακτηριστικά και ηλεκτρονικές μεταβάσεις με το FMN. Η διαφορά των
δυο μορίων εντοπίστηκε στην ανάλυση των κινητικών καμπυλών. Από την μελέτη
των χρονικών καμπυλών του FADπροέκυψαν τρεις χρόνοι ζωής: τ1 = 1 ps, τ1 = 5 ps
και τ1 = 5 ns. Η πρώτη διεργασία που αντιστοιχείτε με τον χρόνο 1 ps είναι η
διαδικασία της εσωτερικής μετατροπής από την κατάσταση S2 στην κατάσταση S1. Ο
χρόνος 5 ps αποδίδεται στην «κλειστή» διαμόρφωση του FAD (ο δακτύλιος
ισοαλλοξαζίνης βρίσκεται σε εγκύτητα με τον δακτύλιο της αδενίνης) και στην
διαδικασία μεταφοράς φορτίου από τον δακτύλιο της αδενίνης στον δακτύλιο της
ισοαλλοξαζίνης. Τέλος, η «ανοιχτή» διαμόρφωση του FAD (βρίσκονται σε απόσταση
οι δυο δακτύλιοι) χαρακτηρίζεται από τον χρόνο ζωής 5 ns, ο οποίος προκύπτει από
την μετάβαση της διασυστηματικής διασταύρωσης (S1→T1).
|
| Γλώσσα |
Ελληνικά |
| Ημερομηνία έκδοσης |
2021-11-24 |
| Συλλογή
|
Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Χημείας--Πτυχιακές εργασίες
|
|
|
Τύπος Εργασίας--Πτυχιακές εργασίες
|
| Μόνιμη Σύνδεση |
https://elocus.lib.uoc.gr//dlib/2/b/2/metadata-dlib-1637827972-778801-6046.tkl
|
| Εμφανίσεις |
16 |
Συλλογές
