WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |

«УДК 543.226 МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ СИСТЕМ В.А. Покровский Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко Национальной академии наук Украины, ул. Генерала ...»

-- [ Страница 7 ] --

11 в). Отмеченное выше отличие в пространственной организации димеров АЖ может уменьшать выход продуктов восстановления АЖ (рис. 11 в) в сравнении с АО в условиях ЛДИ.

Для сравнения отметим, что в наших предыдущих исследованиях адсорбции катионного красителя метиленового голубого (МГ) на мезопористых пленках SiO2 и TiO [51] пики, соответствующие димерам и полувосстановленной форме МГ, наблюдались при ЛДИ только лишь с пленок TiO2, для пленок SiO2 они были практически подавлены.

Поскольку приведенные выше спектроскопические данные указывают на возможность адсорбции красителей в димерной форме на обоих типах пленок, можно высказать предположение о влиянии на вид спектров не только димерной формы адсорбции, но и электронных донорно-акцепторных свойств материала TiO2. Реакции фотовозбуждения и переноса заряда более активно реализуются в системе «красительTiO2», чем в системе «краситель–SiO2».

Рассматривая ссобственно процесс адсорбции красителей на мезопористом оксидном материале, необходимо учитывать суммарный результат разнонаправленных реакций. Результатом их протекания может оказаться стабилизация определенной таутомерной формы красителя, а, следовательно, сдвиг равновесия сосуществования амино- и имино-форм в ту или другую сторону, стереоизомеризация, димеризация молекул, протонирование или депротонирование, миграция атомов водорода между экзо- и эндоциклическим азотом, между молекулой адсорбата и поверхностными группами –ОН, –Н и др. Нельзя оставить без внимания возможное влияние на характер взаимодействия красителя и подложки количества и состояния сортированных мезопористой пленкой компонент воздуха. Вода и кислород являются активными участниками первичных фотореакций. С химической точки зрения адсорбированная в процессе подготовки образцов вода может считаться эффективным центром рекомбинации электронно-дырочных пар, тогда как адсорбированный кислород – эффективной электронной ловушкой, предотвращающей этот процесс.

Известна зависимость положения равновесия между таутомерными амино- и иминоформами производных акридина от степени электроотрицательности заместителей при экзоциклическом азоте и в целом от локального окружения молекул. Взаимодействие исследуемых молекул с поверхностными группами пленок стимулирует реакции с переносом заряда от адсорбата к адсорбенту, приводит к сдвигу в соотношениях таутомерных форм акридиновых красителей [55].

Таким образом, с помощью лазерной десорбционно-ионизационной массспектрометрии изучены системы, содержащие красители акридиновый желтый и акридиновый оранжевый, адсорбированные на поверхности мезопористых пленок диоксидов титана ТiO2 и кремния SiO2. Показано, что использование мезопористых пленок ТiO2 и SiO2 в качестве подложек для исследуемого вещества позволяет получать интенсивные информативные масс-спектры акридиновых красителей в условиях ЛДИ. Обнаружено, что распределение пиков в масс-спектрах ЛДИ с мезопористых пленок качественно отличается от полученного при ЛДИ с гладкой металлической поверхности. Выделен набор ионов, формирование которых обусловлено специфическими взаимодействиями красителей с наноструктурированными диоксидами в условиях ЛДИ. Показано, что преимущественная десорбция катионной формы красителей [M+H]+ осуществляется при ЛДИ с пленок с мономерной формой адсорбции красителей. Адсорбция красителей в форме димеров и кластеров отражается в появлении в ЛДИ масс-спектрах двухзарядных ионов димеров [2M+3]2+, а также продуктов термической ионизации и окислительновосстановительных процессов М+•, [M-H]+ и [М+Н]+, стимулированных в агрегатах красителей лазерным облучением в УФ-диапазоне. Фотоэлектронные свойства пленок TiO способствуют более активному протеканию фотостимулированных процессов в адсорбированных красителях в сравнении с SiO2. Полученные данные являются основой для дальнейшего масс-спектрометрического изучения процесса и продуктов фотодеградации красителей на мезопористых оксидных пленках.

Тенденции развития современной масс-спектрометрии В таблице представлены данные по количеству публикаций в марте 2002 и в октябре 2009 года в области масс-спектрометрии по данным журнала Journal of Mass Spectrometry, публикуемого издательством John Wiley & Sons и редактируемого Р. Каприоли, одним из ведущих специалистов в области масс-спектрометрии. Этот журнал, по сложившейся традиции, содержит раздел с перечнем ссылок на самые значительные работы, опубликованные за месяц, предшествующий выходу журнала в свет, таким образом, знакомя подписчиков с последними достижениями и тенденциями. Отбор работ и их тематическая классификация носит, естественно, следы личных предпочтений главного редактора, но предоставляет, тем не менее, ценный материал для анализа современного состояния масс-спектрометрии и направлений ее развития.

2002 г интересен для анализа тем, что именно в этом году Нобелевская премия по химии после долгого перерыва и впервые после Астона была присуждена массспектрометристам Дж. Ф. и К. Танаке за разработку мягких десорбционных методов ионизации для МС анализа биологических макромолекул, как об этом уже упоминалось выше. Что касается 2009 г, то он является в определенном смысле переломным моментом для науки о поверхности, поскольку накануне, в 2008 году, Г. Эртль получил Нобелевскую премию по химии «за изучение химических процессов на твердых поверхностях». Это явилось следствием повышенного научного и практического интереса к исследованию поверхности нанообъектов и наносистем, и можно было ожидать, что этот факт отразится на тематике экспериментальных исследований в области химии поверхности, выполненных масс-спектрометрическими методами.

Первая колонка таблицы – тематические направления опубликованных работ. Во второй и третьей колонках приведено количество публикаций в апреле 2002 и октябре 2009 г, соответственно. В четвертой колонке подсчитан относительный рост числа публикаций за истекший период, причем данные по тем направлениям, где число публикаций увеличилось более, чем вдвое, выделены жирным шрифтом. В последней строке таблицы приведены результаты, суммированные по всем направлениям, которые показывают, что общий рост числа реферируемых публикаций за рассмотренный период составил 1,61.

Анализ приведенных в таблице данных позволяет сделать некоторые заключения.

Во-первых, работы биохимического профиля, от биологии/биохимии до нуклеиновых кислот включительно, показали за рассматриваемый период увеличение числа статей в 1,26 раза, что ниже увеличения общего числа статей МС направленности. Таким образом, ожидавшийся бум применений масс-спектрометрии в области биологии, биохимии и сопутствующей тематики в рассматриваемый период не состоялся. Приблизительно на том же относительно низком уровне находится и рост числа статей, относящихся к охране окружающей среды. Более значительный рост числа публикаций наблюдается в приложениях масс-спектрометрии для решения задач фармакологии/токсикологии и в анализе природных продуктов.

Таблица. Тематическое распределение МС публикаций по данным журнала Journal of Mass Spectrometry (Импакт-фактор 3.57) за апрель 2002 и октябрь 2009 года Инструментальная техника и методы Фармакология/токсикология Природные продукты Исследование поверхности Во-вторых, среди работ, не относящихся к наукам о жизни, наибольший интерес вызывает значительное увеличение числа публикаций по инструментальной технике и методам масс-спектрометрии. Опыт предыдущих десятилетий показывает, что такого рода повышенный интерес к инструментальным и прикладным аспектам МС техники наблюдается тогда, когда метод стоит перед новой фундаментальной проблемой, для решения которой прежние, апробированные способы решения физико-химических задач оказываются неподходящими, вследствие чего исследователи начинают поиск принципиально новых подходов.

На взгляд автора, такой новой фундаментальной проблемой является адекватное описание наноструктурированных объектов во всех аспектах их создания и применения, в особенности тех из них, которые связаны с иммобилизацией биологически активных молекул на поверхности достаточно сложно организованных носителей. Об этом свидетельствует, в частности, более чем удвоение числа публикаций по направлению «Исследование поверхности», хотя при очевидном возрастании интереса к предмету, в абсолютном выражении число работ в этой области пока что остается небольшим и не соответствует важности проблемы.

Заключение Современные методы масс-спектрометрических исследований направлены преимущественно на исследование биомолекул в процессе их взаимодействия с наноструктурированными поверхностями. Как всегда в биологической науке о поверхности (Biological surface science, [56]) ключевую роль играют корреляции в ряду: синтез и химическое модифицирование биологически активных нанокомпозитов изучение их физикохимических свойств оценка их биологической активности. Масс-спектрометрия размещается в середине этого ряда – среди методов изучения физико-химических свойств наноструктурированных систем. Можно высказать обоснованное предположение о том, что стратегическая цель современных МС исследований биологически активных молекул – дать понимание деталей механизма биораспознания как главного свойства живых систем.

Среди физико-химических методов исследования наноструктурированных образцов ТПД МС является одним из наиболее перспективных подходов. В этом методе выделение стабильных летучих продуктов десорбции и деструкции происходит в квазистационарных условиях, обеспечивая получение надежной информации о порядках реакций, активационных энергиях и предэкспоненциальных множителях реакций органических, а особенно биологически активных молекул, происходящих на поверхности. Это определяет ТПД МС как оптимальный метод исследования в химии поверхности наноструктурированных систем.

Метод ТПД МС особенно эффективен в сочетании с ЛДИ МС. Первый из них, медленный, квазистационарный, имеет дело со стабильными продуктами химических превращений. Второй отображает события, происходящие в наносекундной шкале времени, предоставляя тем самым возможность получать ассоциативные, молекулярные и слабо фрагментированные ионы биомолекул, а также фиксировать короткоживущие интермедиаты, получая тем самым информацию о деталях механизмов десорбции/ионизации и ион-молекулярных реакций. В сочетании обоих методов достигается всестороннее понимание процессов, происходящих в адсорбционном слое.

Среди наноструктурированных поверхностей, используемых в методах ЛДИ и ТПД масс-спектрометрии, наиболее перспективными представляются системы на основе кремния, которым, в основном, посвящен настоящий обзор, а также углерода (карбонизованные поверхности, терморасширенный графит, нанотрубки, фуллерены, наноалмазы и т.д). По масс-спектрометрии наноструктурированых углеродсодержащих систем уже накоплен обширный материал, требующий отдельного рассмотрения.

Прогресс масс-спектрометрии, определяемый публикациями в ведущих журналах, происходит в настоящее время преимущественно в следующих направлениях: инструментальная техника и методы, фармакология, токсикология, изучение природных продуктов.

Современная масс-спектрометрия пока еще не слишком активно используется для решения проблем химии поверхности наноструктурированных систем, хотя количество публикаций в этой области быстро растет. Это следует объяснить новизной предмета и методологическими трудностями, для преодоления которых, собственно, и ведутся интенсивные работы по развитию инструментальной техники и новых методов исследования.

Автор благодарит сотрудников Института химии поверхности им. А.А. Чуйко Н.П. Галаган, Б.Г. Мисчанчука, О.В. Севериновскую, Н.П. Смирнову, С.В. Снегиря, Н.И. Суровцеву, Т.В. Фесенко, И.В. Шмыголь за участие в совместных работах, профессора В.М. Гунько и сотрудницу Физико-технического института низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины д. ф.-м. н. М.В. Косевич за полезное обсуждение вопросов, затронутых в обзоре.



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |
 


Похожие работы:

«Физики продолжают шутить: МИР; Москва; 1968 Аннотация Что это такое? — Сборник научного юмора, скажете вы. — Но разве слова „наука“ и „юмор“ не исключают друг друга? — конечно НЕТ. Эта книга — несомненное доказательство того, что наука, как и другие сферы человеческой деятельности, имеет свои смешные стороны. Здесь вы найдте сплав сатирической науки и научной сатиры. (Из Предисловия) Физики продолжают шутить (сборник переводов) Физику Владимиру Иванову в знак признательности за создание...»

«Программа вступительного испытания (собеседование/устный экзамен) по дисциплине Физическая география и ландшафты и Экономическая и социальная география России, для поступающих на направление подготовки магистратуры 05.04.02 – География Физическая география и ландшафты России Объект и предмет региональной физической географии. Факторы пространственной физико-географической дифференциации и формирование ПТК регионального уровня. Природные компоненты и природные территориальные комплексы (ПТК)....»

«Рудольф Хаушка УЧЕНИЕ О СУБСТАНЦИИ К пониманию физики, химии и терапевтического действия веществ ПРЕДИСЛОВИЕ Задача предлагаемой книги - показать, как через рассмотрение сущности самой материи можно преодолеть еще повсюду сегодня господствующее материалистическое воззрение на природу. Аматериалистическое рассмотрение химии представляется, на первый взгляд, бессмысленным, поскольку именно учение о веществе предполагает, казалось бы, твердую почву материальной закономерности. В предлагаемом...»

«Дубна, 2009 1 Оглавление 1. Крестьянский сын. 3 2. Война.. 7 3. Школа.. 13 4. Почему я не стал артистом. 25 5. Как стать физиком. 34 6. Детский сад №7. 40 7. В Копенгаген, для получения европейского лоска 7.1. Спиной к коллективу. 52 7.2. Париж, Париж! 7.3. Я еду в Копенгаген! 7.4. Вам привет от Владимира Павловича. 96 8. Ира 8.1. Я влюбился. 100 8.2. Хухаревы. 105 8.3. Каганы.. 110 8.4. По городам, весям и между ними 8.4.1. Сон в палатке – лучший отдых. 121 8.4.2. Куда бы еще съездить. 126...»

«Научный редактор: доктор физико-математических наук профессор Е.Ф.Мартынович Издательство Иркутского университета 2001 ББК 22.345 Л93 УДК 535.3+535.14+535.37+539.2+539.21:539.12.04+548.4 Представлено к изданию Иркутс ким гос ударс тве нным униве рс ите том ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ И СОПУТСТВУЮЩИЕ ЯВЛЕНИЯ. Л93 Труды VI Всероссийской школы-семинара (Иркутск, 13-18 ноября 2000 г.). Под ред. проф. Е.Ф.Мартыновича. – Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 2001. – 234 с. Сборник включает тексты лекций и докладов,...»

«Пультовая ВЭПП-2 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ ИМ.Г.И.БУДКЕРА Сибирского отделения РАН Первые коллайдеры ИЯФ. К 50-летию начала экспериментов по физике элементарных частиц. Главный редактор – академик А.Н.Скринский. Авторский коллектив: академик Г.Н.Кулипанов, академик А.Н.Скринский, д.ф.-м.н., профессор С.И.Середняков, д.ф.-м.н., профессор А.П.Онучин, д.ф.-м.н., профессор Г.М.Тумайкин, к.ф.-м.н. В.В.Петров. Новосибирск 2014 УДК 53:061 Первые...»

«УТВЕРЖДАЮ Заместитель Министра образования Российской Федерации _В.Д.Шадриков “17”032000г. Номер государственной регистрации 177ен/маг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Направление 510400 Физика Степень - магистр физики Вводится с момента утверждения МОСКВА 2000 1.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАПРАВЛЕНИЯ 510400 ФИЗИКА 1.1 Направление 510400 Физика утверждено приказом Министерства образования Российской Федерации от 02. 03. 2000 № 686. 1.2 Степень выпускника...»

«ВЛАДИМИР КОВТУН ЦИЛИНДРЫ ФАРАОНА Тысячелетия хранил Древний Египет свои тайны. Но, видимо, наступила пора, когда востребованные временем тайные знания, зашифрованные в старинных манускриптах и книгах, настенных изображениях, дошедшие до наших дней в преданиях и легендах, начинают говорить. Цилиндры Фараона и их целебное воздействие на человека - одна из таких тайн, разгадку которой подарил нам конец XX столетия. Книга рассказывает о двадцатилетнем пути поиска, наблюдений и исследований этой...»

«ОТ РЕДАКЦИИ Предлагаемое издание “Занимательной физики” Я.И. Перельмана повторяет четыре предыдущих. Автор в течение многих лет работал над книгой, совершенствуя текст и дополняя его, и в последний раз при жизни автора книга вышла в 1936 г. (тринадцатое издание). Выпуская последующие издания, редакция не ставила своей целью коренную переработку текста или существенные дополнения: автор так подобрал основное содержание “Занимательной физики”, что оно, иллюстрируя, и углубляя основные сведения из...»

«Предисловие редактора................................................. 8 Плохо ли быть материалистом?..................................... 8 Должна ли физика бояться метафизики?........................... 10 Метафизика в Метафизике Ю. С. Владимирова................... 12 Предисловие.............................................»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.