CC BY
3ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ В МАТЕРИАЛОВЕДЕНИИ
ДИНАМИКА ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ЛЮЦИГЕНИНА ПРИ СВЕРХМАЛЫХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ ПО
ДАННЫМ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ
Суворова О.В.1, Тытик Д.Л.1, Кузьмин В.И.2, Ревина А.А.1
1 Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, 119991 Москва, Ленинский пр. 31 2Российский технологический университет (МИРЭА), 119454 Москва, просп. Вернадского 78
dtytik@yandex.ru
Проблема определения нижней границы концентрации активных люминесцентных красителей, когда они еще сохраняют свойства быть маркерами определенного класса веществ, чрезвычайно актуальна. Одним из таких красителей является люцигенин (Ьс), который давно и успешно применяется в биологии и медицине, например, для определения присутствия в водном растворе ионов серебра.
Обсуждаются оптические свойства (люминесценция) водных растворов Ьс при сверхмалых концентрациях (рис.1а). Исследовано шесть серий водных растворов Ьс, по 50 образцов в каждой серии. Разбавление серий проводилось в разные дни по случайному графику по единой методике: исходный раствор Ьс (СЬс = 8,2 х 10-7 моль/л), остальные образцы получали последовательным разбавлением с коэффициентом разбавления 24. После каждого разбавления образцы перемешивались энергичным встряхиванием. Для первых трех образцов снижение интенсивности люминесценции Ьс (рис.1а) соответствовало модели экспоненциальной функции (кратность разбавления для второго третьего растворов 24 и 24 х 24 = 242, соответственно). Несмотря на то, что по теоретической оценке уже на стадии 13-го разбавления можно ожидать полного исчезновения вещества, в области длин волн 480-505 нм (область полосы люминесценции Ьс) в спектрах люминесценции сохраняется особое поведение «фона» (фоновое свечение). Это проявлено в том, что начиная с 4-го образца и вплоть до 50-го образца, отмечено постепенное практически линейное снижение интенсивности фонового свечения вплоть до уровня характерного для спектров контрольной воды (рис.1б). При этом взяты первые 7 членов ряда из рангового распределения значений интенсивности фонового свечения в спектрах каждого образца, чтобы исключить влияние «случайных больших отскоков» при вычислении коэффициента корреляции. Следует отметить, что коэффициенты корреляции для всех серий образцов водных растворов близки к значению г ~ 0,9. Аналогичный анализ шести контрольных серий образцов «после разбавления чистой воды» не выявил корреляции между наибольшими значениями интенсивности фонового свечения в диапазоне длин волн 480-505 нм (характерными для Ьс) и числом разбавлений исходного образца (рис.1в).
200 ВК
б
4 4 И » М 14 Я ¥ 44 * 44
Рис.1. Спектры люминесценции (возбуждение 1=264 нм) шестой серии водных растворов последовательных разбавлений Ьс (№№ 1-50), представленные в полулогарифмических координатах. Для первых трех образцов (исходный раствор Ьс и образцы после разбавлений №№ 2-3) черными стрелками указаны значения максимума интенсивности люминесценции Ьс (7775, 132 и 8 в относительных единицах, соответственно) - а. Первые семь членов ряда из ранговых распределений значений интенсивности фонового свечения (ось ординат) от номера образца (разбавления) №№ 4-50 (ось абсцисс), пунктиром обозначен уровень интенсивности фонового свечения контрольной воды - б.
Ранговые распределения строились для значений интенсивности люминесценции, зарегистрированной в диапазоне
длин волн 480-505 нм. То же для образца контрольной воды - в
Можно предположить, что в спектрах люминесценции линейное снижение интенсивности фонового свечения по мере разбавления раствора Ьс, обусловлено, например, постепенным разрушением долгоживущих водных кластерных структур, сформировавшихся в процессе гидратации молекул Ьс при его растворении.
а
в
