Ферстерівський перенос енергії

Ферстерівський перенос енергії (англ. Förster energy transfer) — процес переносу енергії збудження між двома хромофорами у ближньому полі за рахунок диполь-дипольної взаємодії. Цей принцип часто використовується в біохімії та у цьому випадку зазвичай називається «флюоресцентим резонансним переносом енергії».

Хромофор-донор, що отримує енергію збудження, здатний передавати її хромофору-акцептору, розташованому в безпосередній близькості від нього (зазвичай <10 нм), через безвипромінюванний процес диполь-дипольної взаємодії. Цей процес переносу енергії відомий як ферстерівський перенос, за ім'ям німецького фізика Теодора Ферстера (Theodor Förster)[1]. Якщо обидві молекули флюоресцентні, часто використовується термін «флюоресцентний резонансний перенос енергії», хоча енергія передається без випромінювання, тобто без участі флюоресценції[2][3]. Перенос енергії аналогічний іншим хвильовим процесам, що відбуваються у близькому полі, через те, що відстань між хромофорами набато менша від довжини хвилі світла, таким чином енергія передається за рахунок утворення віртуального фотона, який, проте, є лише формальним об'єктом, що не може прямо спостерігатися.

Фізична природа

Для розрахунку ймовірності переносу збудження між хромофорами, необхідно застосовувати квантову механіку, однак ферстерівський перенос можна якісно зрозуміти, виходячи з класичних міркувань. У класичному підході електронне збудження можна розглядати як коливання певного осцилятора (дивіться Осцилятор Лоренца) з частотою, що відповідає енергії збудження, розділеній на сталу Планка. Такий осцилятор характеризується певним дипольним моментом, що створює навколо себе змінне електричне поле. Коливання електричного поля зумовлюють появу наведеного дипольного моменту в іншому хромофорі, який коливається із тією ж частотою. Якщо енергії збудження двох хромофорів однакові або близькі, виникає резонанс. В результаті утворюється система двох зв'язаних осциляторів. Як відмомо з класичної механіки, якщо в системі двох зв'язаних осциляторів у початковому стані один коливається, а другий непорушний, то згодом вся енергія коливань переходить до іншого осцилятора (дивіться ефект маятників).

Електричне поле диполя спадає з віддаллю від нього, як , а тому наведений дипольний момент обернено-пропорційний кубу віддалі між хромофорами. Енергія взаємодії дипольних моментів теж обернено-пропорційна кубу віддалі, а тому енергія диполь-дипольної взаємодії обернено-пропорційна шостому степеню від віддалі.

Примітки


🔥 Top keywords: Головна сторінкаЧемпіонат Європи з футболу 2024Спеціальна:ПошукВікіпедія:Культурна спадщина та видатні постаті (2024)Збірна України з футболуБріджертониЧемпіонат Європи з футболу 2020YouTubeУкраїнаЧемпіонат Європи з футболуЗбірна Румунії з футболуРебров Сергій СтаніславовичГлобальний саміт мируРадіо «Свобода»ДефолтРумуніяЛунін Андрій ОлексійовичНаціональна суспільна телерадіокомпанія УкраїниДень батькаДовбик Артем ОлександровичШевченко Андрій МиколайовичЯрмоленко Андрій МиколайовичЧемпіонат Європи з футболу 2024 (кваліфікаційний раунд)Мудрик Михайло Петрович138-ма зенітна ракетна бригада (Україна)FacebookЄрмак Андрій БорисовичСексВійськові звання України22-га окрема механізована бригада (Україна)Зінченко Олександр ВолодимировичТериторіальний центр комплектування та соціальної підтримкиДумками навиворіт 2Чемпіонат Європи з футболу 2016Список операторів систем розподілу України2024 у телебаченніMegogoСписок українських жіночих іменКиїв