Роль фотоиндуцированного переноса протона в природе релаксации возбужденного состояния флуоресцеиновых красителей

Грант Российского фонда фундаментальных исследований:
«Роль фотоиндуцированного переноса протона в природе релаксации возбужденного состояния флуоресцеиновых красителей», № 19-02-00450, 2019-2021 гг.

Руководитель — д-р физ.-мат.наук, профессор Е. А. Слюсарева

Аннотация

В отличие от хорошо изученных спектров поглощения ряда ионных форм флуоресцеиновых красителей сложная структура спектров флуоресценции в широком диапазоне рН еще не полностью понятна из-за конкуренции между быстрыми процессами испускания и фотоиндуцированного переноса протона. Мы обеспечиваем понимание вклада этих двух процессов в динамику возбужденного состояния посредством комбинированного анализа результатов расчетов с помощью зависящей от времени теории функционала плотности (TD-DFT) и экспериментальных данных (при рН 0,5-12), полученных методами стационарной и время-разрешенной флуоресцентной спектроскопии. В результате будут впервые получены спектры, квантовые выходы флуоресценции нейтральных и анионных форм красителей, микроконстанты диссоциации всех ионных форм в возбужденном состоянии. Будет определено направление и эффективность переноса протона в широком интервале pH, оценена возможность использования красителей в качестве флуоресцентных сенсоров на протонсодержащие добавки.

Фундаментальная научная задача

Фундаментальная научная задача заключается в выявлении природы релаксации флуоресцентного состояния органического красителя, находящегося в протонсодержащем окружении. Релаксация обусловлена двумя конкурирующими быстропротекающими (в наносекундной шкале) процессами, один из которых является излучательным переходом в основное состояние (флуоресценция), другой – безызлучательным переходом в другое ионное состояние возбужденного красителя (перенос протона) с возможным последующим испусканием. Существенная неравновесность процессов, гетерогенность объекта из-за многоступенчатой диссоциации и спектральная неразрешимость широких вибронных контуров испускания требует создания новых подходов и методов исследования.

Публикации по теме проекта

  1. Влияние pH на электронные спектры флуоресцеиновых красителей в водных растворах А.В. Рогова, Ф.Н. Томилин, М.А. Герасимова, Е.А. Слюсарева Тезисы докладов первой всероссийской научной конференции с международным участием «Енисейская фотоника – 2020», 2020, С. 132-133.
  2. Спектральные свойства биоконъюгатов на основе арабиногалактана и родаминовых красителей Е.В. Хименко, Н.В. Слюсаренко, Н.Ю. Васильева, Е.А. Слюсарева В кн: Тезисы докладов первой всероссийской научной конференции с международным участием «Енисейская фотоника – 2020», 2020, С. 146-147.
  3. Спектральные свойства связанных с биополимером родаминовых красителей Е.В. Хименко, Е.А. Слюсарева В кн: МНСК-2020 Физические методы в естественных науках и материаловедении. Материалы 58-ой Международной научной студенческой конференции 10-13 апреля 2020г., 2020, С. 102.
  4. Влияние ионного состояния на электронные спектры галогензамещенных производных флуоресцеина А.В. Рогова, Ф.Н. Томилин В кн: МНСК-2020 Физические методы в естественных науках и материаловедении. Материалы 58-ой Международной научной студенческой конференции 10-13 апреля 2020г., 2020, С. 93.
  5. Реакции с участием возбужденных состояний флуоресцеиновых красителей : монография / Е. А. Слюсарева. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2020. – 170 c.
  6. Спектральные и кислотно-основные характеристики ионных форм флуоресцеина в возбужденном состоянии Д.П. Суржикова, В.И. Третьякова, М.А. Герасимова, Е.А. Слюсарева В кн: Тезисы докладов первой всероссийской научной конференции с международным участием «Енисейская фотоника – 2020», 2020, С. 142-143
  7. Влияние фотоиндуцированного переноса протона на pH сенсорные свойства флуоресцеина Е.А. Слюсарева Д.П. Суржикова, В.И. Третьякова, М.А. Герасимова В кн: Тезисы докладов первой всероссийской научной конференции с международным участием «Енисейская фотоника – 2020», 2020, С. 138-139.
  8. Испускание флуоресцеина в экстремально кислых средах Д.П. Суржикова, Е.А. Слюсарева В кн: МНСК-2020 Физические методы в естественных науках и материаловедении. Материалы 58-й Международной научной студенческой конференции 10-13 апреля 2020г., 2020, С. 100
  9. Gerasimova, M.A. Fluorescence and photoinduced proton transfer in the protolytic forms of fluorescein: Experimental and computational study / M.A. Gerasimova, F.N. Tomilin, E.Yu. Malyar, S.A. Varganov, D.G. Fedorov, S.G. Ovchinnikov, E.A. Slyusareva // Dyes and Pygm. –2020. – V. 173. – P. 107851.
  10. Tomilin F.N. Solvent effect in the theoretical absorption and emission spectra of fluorescein dyes / A.V. Rogova, E.V. Kaufman, A.S. Drevolsky, M.A. Gerasimova, E.A. Slyusareva // Proc. SPIE – 2019. – V. 11322 – P. 113220O-1-113220O-6
  11. Метод синхронного сканирования в диагностике флуоресцирующих состояний протолитических форм флуоресцеина Суржикова Д.П., Герасимова М.А., Слюсарева Е.А. В кн.: Сборник тезисов, материалы Двадцать пятой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-25, Крым), г. Симферополь, 19-26 апреля 2019. С.254-255
  12. Время разрешенная спектроскопия для разделения сложных составных спектров флуоресценции. Лащук О.О., Герасимова М.А., Слюсарева Е.А. В кн.: Материалы Юбилейной международной молодежной конференции по люминесценции и лазерной физике, посвященной 50-летию первой школы по люминесценции в Иркутске, г. Иркутск, 1-6 июля, 2019. С. 49.
  13. Экспериментальные методы изучения многокомпонентных флуоресцирующих систем. Слюсарева Е.А., Герасимова М.А. В кн.: Материалы Юбилейной международной молодежной конференции по люминесценции и лазерной физике, посвященной 50-летию первой школы по люминесценции в Иркутске, г. Иркутск, 1-6 июля, 2019. С. 89.
  14. Solvent effect in the theoretical absorption and emission spectra of fluorescein dyes. Rogova A.V., Artyushenko P.V., Shchugoreva I.A., Gryaznova A.A., Gerasimova M.A., Slyusareva E.A., Tomilin F.N. В кн. XIV International conference AMPL – 2019 Pulsed lasers and laser applications, г. Томск, 15-20 сентября, 2019. С. 58.
  15. Synchronous scanning of fluorescent ionic forms of fluorescein. Surzhikova D.P., Gerasimova M.A., Slyusareva E.A. В кн. XIV International conference AMPL – 2019 Pulsed lasers and laser applications, г. Томск, 15-20 сентября, 2019. С. 65

 

Назад

 

Back to Top