C6200-Biochemické metody
12F1_Rozptylové metody
Petr Zbořil

Rozptyl světla
•Interakce fotonu s částicí – indukce a zánik dipolmomentu
–Dipolmoment  p= a E  (koef. polarisovatelnosti x int. el. pole – foton)
–Homogenní prostředí – fotony v různých směrech se vyruší
–Nehomogenita prostředí – rozptyl
•Čisté prostředí – rozpouštědlo
–fluktuace hustoty
•<(dr)2> = kTb0r02/dV    r - hustota = r0 + dr pro elementární objem dV
• k – Boltzmanova k., b0 - stlačitelnost
•
•r2FJ /F0 = RJ  = k (1+cos2 J)V / l4     Einstein, Smoluchowski
•
•r – vzdálenost, světelný tok rozptýlený (objemem V ve vzdálenosti r) a primární, Rayleighův poměr,
k - optická konstanta látky – f(hustoty, indexu lomu, T aj.)
•

Rozptyl světla



Rozptyl světla
•Roztoky – navíc (a zejména) koncentrační fluktuace – řádově větší
• <(Dc)2> = kTc0 / DV (dP/dc) P - osmotický tlak
–Projeví se změnou indexu lomu n (pokud se neliší - dn / dc = 0 - bez vlivu)
•Malé částice - d < l/20
–kulová symetrie rozptylu - intensita stejná ve všech směrech
–redukovaná intensita R = (1+cos2 J) / RJ   nezávisí na J, měření jen pro J = 90o tj. R = 1 / RJ
•Kcm/R = 1/Mr + 2Bcm + .... (viriální koeficient B závisí na tvaru)
–optická konstanta K - zjištění z dn/dcm K = (2p2n2/NAl4).( dn/dcm)
•RJ  = r2(FJ - FJ0)/F0
•   roztok - rozpouštědlo / primární
•Měření pro řadu koncentrací pro J = 90o - vynesení Kcm/R proti cm
•
•

Rozptyl světla
•Větší částice
–interference pro různé J Þ nutno měřit pro řadu úhlů (45o - 135o)

Rozptyl světla
•Větší částice
–Schema měření

Rozptyl světla
•Větší částice
–interference pro různé J Þ nutno měřit pro řadu úhlů (45o - 135o)
•Vztah se rozšíří o rozptylovou funkci PJ, tvarovou konstantu S a střední gyrační poloměr částic
RG
•Kcm/R = 1/Mr.PJ  + 2Bcm + ....
–1/ PJ = S.sin2(J/2) = 1 + (16p2n02/3l2) <RG2> sin2(J/2)
•
•Kcm/R = 1/Mr.S.sin2 J/2 + 2Bcm + ....
–

Rozptyl světla
•Větší částice
–interference pro různé J Þ nutno měřit pro řadu úhlů (45o - 135o)

Rozptyl světla
•Vynesení – Zimmovy diagramy
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•Násobky se zvolí pro přiměřené rozložení bodů
•Experimentální body o, pro J = 0 a cm = 0 se extrapoluje – plné ·
•Stanovení Mr z průsečíku, B = smJ=0/2, RG ze smcm=0
•RG = smcm=0.Mr.3l2/16p2
•

Rozptyl světla
•
•
•
•
•
•
•Výpočtem:
•Mr - Mw (průměr) = 58000, RG = 54 nm, B = 2,2.10-4 cm3 mol g-2
•

Rozptyl Rentgenova záření v malých úhlech
•
•
•
•
•
•Q Î 1-2o
•Detektor – fotografická deska, GM
•Široký obor velikostí 2 – 2000 nm
• Přístrojově náročné a nákladné.
•
•

Rozptyl Rentgenova záření v malých úhlech
•
•
•
•
•
•Záznam rozptylu X v malých úhlech  a densitogramy pro kulovité (vlevo) a protáhlé
•

Rozptyl Rentgenova záření v malých úhlech
•
•
•
•
•
•
•Vztah platí pro kulovité částice, protáhlé – srovnání s křivkami vypočtenými.
•

•
•
•
•DĚkuji za pozornost
•4/26/2017
•Footer Text
•14