Site icon Biofizyczny.pl

Informacje ogólne o spektroskopii

Informacje ogólne o spektroskopii

W badaniach biofizycznych, metody spektroskopowe zajmują jedno z ważniejszych, jak nie najważniejsze miejsce.  W analizie spektroskopowej badane jest oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią. Dzięki temu  możliwa jest analiza różnych substancji chemicznych, niezależnie od ich stanu skupienia, struktury molekularnej i wiązań chemicznych między innymi cząsteczkami. Ze względu na to, że różne częstotliwości światła w inny sposób wchodzą w interakcje z badaną substancją, można skompletować wiele informacji dotyczące oświetlanych cząsteczek.

Wyróżnia się trzy podstawowe rodzaje oddziaływań promieniowania elektromagnetycznego z materią:

Wynika z  tego,  że w zależności o rodzaju oddziaływania możemy wyróżnić techniki badające konkretny typ oddziaływania światła z materią.

Pierwszą z nich są wszelkie metody, w których badane jest promieniowanie przechodzące przez próbkę. W tej metodzie znamy kierunek promienia padającego jak i przechodzącego. Dzięki temu możemy obserwować bezpośrednie zmiany w natężeniu światła  oraz zmiany polaryzacji. Do tej grupy technik możemy zaliczyć między innymi spektroskopie absorpcyjną, spektroskopie w podczerwieni, spektroskopie dichroizmu kołowego i liniowego oraz badanie dyspersji skręcalności optycznej.

Drugą grupą są techniki analizy światła wyemitowanego. Ponieważ emisję światła poprzedza absorpcja światła, a następnie wypromieniowanie go w nie ustalonym kierunku, detektor ustawiony może być dowolnym miejscu. Pomiary emisji w biofizyce dotyczą głównie zjawiska fluorescencji i fosforescencji, ale także anizotropii fluorescencji oraz czasów życia tych procesów.

Ostatnią, trzecią grupą są metody analizy światła rozproszonego.  Są to metody podobne do technik pomiarów emisji, z tą różnicą że dotyczą innego zjawiska (rozpraszanie elastyczne i nieelastyczne) , a co za tym idzie, udzielają innych informacji na temat badanego układu. Do tej grupy zaliczamy spektroskopię ramanowską. Ze względu na podobieństwo, a w niektórych przypadkach identyczność metod, często techniki pomiarów emisji i rozproszeń łączy się w jedną grupę – metod analizy promieniowania rozproszonego.

Niezależnie, którą z technik użyjemy, istotną rolę ma częstość fali elektromagnetycznej jaką badamy próbkę. Wynika to z faktu, że energia padającego światła zależy od częstości, co jest opisane wzorem:

E=hν

gdzie h – stała Plancka, ν – częstotliwość fali elektromagnetycznej.

Wraz ze wzrostem energii fali elektromagnetycznej, padające fotony oddziałują z innymi poziomami energetycznymi atomu lub cząsteczki. Z tego powodu, gdy światło oddziałuje z poziomami elektronowymi cząsteczki, zmieniając rozkład ładunku, otrzymujemy widmo elektronowe, analogicznie powstają widma rotacyjne  i oscylacyjne.

Exit mobile version