Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Chemia i światło Jerzy Herbich Wydział Matematyczno-Przyrodniczy Szkoła Nauk Ścisłych Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego Instytut Chemii Fizycznej.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Chemia i światło Jerzy Herbich Wydział Matematyczno-Przyrodniczy Szkoła Nauk Ścisłych Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego Instytut Chemii Fizycznej."— Zapis prezentacji:

1 Chemia i światło Jerzy Herbich Wydział Matematyczno-Przyrodniczy Szkoła Nauk Ścisłych Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego Instytut Chemii Fizycznej PAN i

2 Fotochemia Fotosynteza: n H 2 O + n CO 2 C n H 2n O n + n O 2 Proces widzenia Równowagi kwas-zasada a mutacje w procesie replikacji genów Terapia fotodynamiczna Spektroskopia h, chlorofil

3 Układ Słoneczny powstał około 4.6 mld lat temu, zaistniało wtedy źródło światła.

4 Po zderzeniu z obiektem wielkości Marsa, licznymi planetoidami i kometami powierzchnia Ziemi wyglądała prawdopodobnie tak jak na poniższych obrazach.

5 Ziemia stygła: woda uległa skropleniu, atmosfera oczyszczeniu i któregoś dnia po raz pierwszy promienie Słońca oświetliły powierzchnię naszego globu. (przestała istnieć przesłona)

6 Promieniowanie elektromagnetyczne Planck (1900): E = h = hc/ p = h/

7 Absorpcja Emisja (Luminescencja) Oddziaływanie promieniowania z materią Przesunięcie Stokesa: λ em > λ exc

8 Aparatura spektralna: Źródło promieniowania (lampa, laser, synchrotron) Element dyspersyjny (monochromator) Detektor promieniowania (fotopowielacz, fotodioda, element CCD)

9 Widma atomowe E = h = hc/

10 Rodzaje energii w cząsteczkach elektronowa (UV-Vis) oscylacyjna (IR) rotacyjna (mikrofale)

11 elektronowa oscylacyjna rotacyjna s, 1 fs s, 0.1 ps s, 10 ps

12 rzędu ns rzędu ms-s

13 2 OH - 2 (O) HYDRAZYD 3-AMINOFTALOWY (LUMINOL) + h IV singlet S 0 produkty degradacji utlenienie IV tryplet T 1 (JON FTALANOWY) +N 2 Chemiluminescencja

14 Procesy utleniania-redukcji D – e A 16HCl + 2KMnO 4 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 2KCl + 8H 2 O 10 Cl -1 – 10 e 5 Cl 2 2 Mn e 2 Mn +2

15 Intramolecular Electron Transfer TICT PICT RICT A-D

16

17

18 Energia Odnawialna Słoneczna 1.2 x 10 5 TW na pow. Ziemi 600 TW praktycznie Biomasa 5-7 TW brutto Ogranicza wykorzysta- nie upraw do produkcji żywności Hydroelektryczna Geotermalna Wiatr 2-4 TW 4.6 TWbrutto 1.6 TW technicznie wykonalne 0.9 TW ekonomicznie opłacalne 12 TW brutto Tylko mała część do wykorzystania Pływy/Prądy Oceaniczne 2 TW brutto dziura energe- tyczna ~ 15 TW do 2050

19 Procesy utleniania-redukcji D – e A h (chlorofil) n H 2 O + n CO 2 C n H 2n O n + n O 2

20 Chlorofil a:

21 J. Deisenhofer, R. Huber, H. Michel, nagroda Nobla w 1988 roku Chromatofor (d 60 m)

22

23

24 Ultraszybkie przeniesienie elektronu na powierzchni TiO 2 R. Huber, J.-E. Moser, M. Grätzel, J. Wachtveitl J. Phys. Chem. B 106 (2002) 6494 TiO 2 alizarin e-e- 16 nm 6 fs CT

25

26 Pręciki i czopki Światło Siatkówka Fotoreceptory: Soczewka Komórki uczestniczące w formowaniu sygnału nerwowego Oko człowieka

27 pręciki Pręciki są odpowiedzialne za widzenie czarno-białe (zmierzchowe), występują głównie w częściach peryferyjnych siatkówki. Czopki znajdują się w centralnej części siatkówki i odpowiadają za widzenie barwne.

28 Izomer 11-cis Izomer w całości trans (all-trans) Początkiem całego łańcucha zdarzeń jest absorpcja kwantu światła przez cząsteczkę retinalu i jego fotoizomeryzacja do formy all-trans.

29 Ultraszybkie procesy biologiczne Schoenlen et al, Science 25 4, 412 (1991) 1/k fi 200 fs Fotoizomeryzacja retinalu (w rodopsynie) jako pierwszy etap procesu widzenia

30 Retinal jest femtosekundowym włącznikiem uruchamiającym całą kaskadę procesów prowadzących do wygenerowania sygnału, który może być przekazany do centralnego układu nerwowego.

31 Czy tylko człowiek posiadł w procesie ewolucji umiejętność rozróżniania światła o różnej długości fali ?

32

33 Wiązanie wodorowe D - –H + ---:A Wiązanie wodorowe powstaje wtedy gdy atom wodoru H związany jest z silnie elektroujemnym atomem D (np. fluor, chlor, tlen, azot) natomiast atom A musi mieć wolną parę elektronową. Między spolaryzowanym wiązaniem kowalencyjnym D-H (z pewnym ładunkiem dodatnim na atomie wodoru) i wolną parą elektronową : atomu A występuje silne oddziaływanie elektrostatyczne.

34 7-azaindol: fotoindukowana tautomeryzacja w podwójnie związanych wodorowo dimerach oraz cyklicznych kompleksach z alkoholami (M. Kasha, 1969)

35

36

37

38 Terapia fotodynamiczna (PDT – ang. photodynamic therapy) metoda diagnozowania i leczenia nowotworów, polegająca na selektywnym utlenieniu komórek nowotworowych przez tlen singletowy lub formy rodnikowe, które powstają w wyniku reakcji fotochemicznej. Terapia fotodynamiczna wymaga trzech składników: - barwnika zwanego fotouczulaczem (fotosensybilizatorem), aktywującego tkankę nowotworową na działanie światła; - źródła światła zdolnego do wzbudzenia skumulowanego w tkance nowotworowej barwnika; - tlenu rozpuszczonego w tkance.

39 Z punktu widzenia spektroskopii UV- VIS istotnym wydaje się pasmo absorpcji fotobarwnika. Najbardziej wydajne są fotouczu- lacze, których pasma absorpcji przesunięte w stronę fal dłuższych. Tkanka skórna o grubości 2 mm prawie całkowicie zatrzymuje światło widzialne w zakresie nm i tylko światło czerwone nm najgłębiej penetruje tkankę. Związki porfirynowe i porficenowe znalazły zastosowanie w terapii jako fotosensybilizatory, właśnie przez to, że posiadają zdolność absorpcji światła czerwonego.

40 Diagram poziomów energetycznych Jabłońskiego, ukazujący niektóre promieniste i bezpromieniste procesy zachodzące w cząsteczce fotouczulacza.

41

42 W prezentacji mechanizmu widzenia wykorzystano wybrane przezrocza z wykładu habilitacyjnego Jacka Dobkowskiego.


Pobierz ppt "Chemia i światło Jerzy Herbich Wydział Matematyczno-Przyrodniczy Szkoła Nauk Ścisłych Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego Instytut Chemii Fizycznej."

Podobne prezentacje


Reklamy Google