|
===A termolumineszcencia mérése===
====A TL mérő berendezés fő egységei:====
* '''Hőmérséklet szabályozott mintatartó.''' Ennek hűtését folyékony nitrogén, fűtését pedig elektromos fűtőelem biztosítja. Fotoszintetikus minták esetén az alkalmazott hőmérséklet tartomány −196 és +80 °C között van.
* '''Megvilágító egység.''' A TL gerjesztését a folyamatos megvilágítás, illetve flash lámpa biztosítja.
* '''Fényérzékelő.''' A minta melegítése során kibocsátott fény detektálására érzékeny fotoelektronsokszorozó szolgál, ami analóg vagy foton számláló üzemmódban működhet.
* '''Vezérlő számítógép.''' A mintatartó hőmérsékletének szabályozását,a gerjesztő fény vezérlését, a hőmérsékleti és fényintenzitási adatok gyűjtését egy A/D és D/A konverter kártyákkal felszerelt számítógép végzi.
====Tipikus mérési protokollok a következők:====
* '''Flash gerjesztés.''' A minták néhány perces sötét adaptálás után rövid [[fényimpulzus]]okkal (ezek száma 1 és 10 között van) gerjesztjük. A gerjesztés hőmérséklete 0 °C körüli. Ezután a mintát gyorsan lehűtjük majd sötétben állandó fűtési sebességgel felmelegítjük, miközben mérjük a [[fényintenzitás]]t.
* '''Folyamatos gerjesztés állandó hőmérsékleten.''' A protokoll megegyezik a flash gerjesztésénél alkalmazottal , de flash helyett 30-60 másodperces folyamatos megvilágítást alkalmazunk.
* '''Gerjesztés hűtés közben.''' A mintát folyamatos megvilágítás közben hűtjük le, és azt követően mérjük a TL jelet.
===Fotoszintetikus rendszerből származó termolumineszcencia===
Mint korábban láttuk a termolumineszcencia kialakulásának kritikus feltételei:
* fény (sugárzás) által gerjeszthető rendszer
* a gerjesztett állapot fény (sugárzás) kibocsátással járó lecsengése az alapállapotba ([[fluoreszcencia]])
* a gerjesztett állapottal termikus egyensúlyban lévő csapdák, amelyekből az alapállapotba nincs közvetlen átmenet.
A fotoszintetizáló szervezetekben található fotokémiai rendszerek (reakciócentrumok) mindegyike teljesíti az első feltételt, és a [[fluoreszcencia]] kibocsátás is általában jellemző. Így a TL keletkezése szempontjából a harmadik feltétel, azaz a csapdák jelenléte a kritikus. Csapda állapotok létrejöhetnek alacsony hőmérsékleten (−100 °C alatt) pigment rendszerekben (izolált pigment oldatok, illetve a fénybegyűjtő rendszer [[pigment]] tartalmú fehérje komplexei). Csapdák kialakulásának további lehetősége a fényindukált [[elektrotranszport]] során keletkező töltések stabilizálódása a fotoszintetikus elektron-transzportlánc redox komponensein. Ebben az esetben a csapdát egy, a gerjesztés hőmérsékletén stabil, pozitívan töltött [[donor]] és egy negatívan töltött [[akceptor]] komponensen található [[töltéspár]] alkotja. Ezen töltéspár hőmérséklet növekedés által indukált rekombinációja vezet a gerjesztett állapot újbóli betöltésére és a TL kibocsátására.
Kísérleti adatok szerint ilyen típusú TL csak a második fotokémiai rendszerben (PSII) figyelhető meg. Ennek oka az, hogy csak a PSII-ben találhatók stabil töltéstárolási állapotok a reakciócentrumok mind a donor, mind az akceptor oldalán.
A csapdaszintek energetikailag az alap és a gerjesztett állapot között helyezkednek el.
A gerjesztett állapot és a csapda energiaszintjei közötti különbség az úgynevezett stabilizációs energia ([[szabadentalpia]]), ami megakadályozza, hogy a szétvált töltéspár szabadon rekombinálódjon.
Egy ilyen rekombinációs folyamat a fotoszintézis szempontjából nyilvánvalóan veszteség. A csapda és az alapállapot közötti energia különbség a tárolt energia (szabadentalpia), ami a fotoszintézis későbbi lépéseiben hasznosul. Általános szabályként elmondhatjuk, hogy a TL sáv csúcshőmérsékletét a stabilizációs energia határozza meg. Azaz, minél nagyobb a stabilizációs energia, annál magasabb hőmérsékleten jelenik meg a TL sáv.
Fotoszintetikus rendszerek esetén TL a −260 és a +150 °C tartományában figyelhető meg. Ezen belül a fotoszintetikus elektrontranszporttal kapcsolatos komponensek a −80 és +60 °C tartományban jelennek meg. A stabilizációs energia fokozatosan növekszik, amint a töltésszétválási folyamat során a töltések az elsődleges [[töltésszétválás]] helyétől egyre távolabb kerülnek. Ezért az alacsony hőmérsékleten megfigyelhető komponensektől várható, hogy a [[töltésstabilizációs folyamat]] korai lépéseit tükrözik.
===A fotoszintetikus TL vizsgálatok előnyei===
* Egyszerű műszerezettség
* Az elektrontranszport folyamatokat időskála helyett [[hőmérsékleti skálá]]n lehet vizsgálni
* A fotoszintetikus minták széles skáláján alkalmazható: inakt levelek, [[alga]] és [[cinobaktérium]] sejtek [[tilakoid]] membránok, PSII részecskék [[reakciócentrum]] komplex
* A PSII szinte minden [[redox komponens]]e tanulmányozható
* A ciklus egyedi reakciói vizsgálhatók
* Szabad [[entalpia]] változások érzékeny indikátora
===A fotoszintetikus TL vizsgálatok hátrányai===
* A minta károsodhat
* egyes TL sáv mindig egy töltéspár rekombinációs tulajdonságait jellemzi
* a hőmérséklet emelése a rekombináció sebességén kívül egyéb tényezőket is befolyásolhat
* a [[fénykibocsátás]] egy sok lépésből álló folyamat végeredménye, ami a TL matematikai leírását és a mért görbék analízisét igen komplikálttá teszi
==Források==
* http://fotoszintezis.szbk.u-szeged.hu/
==Külső hivatkozások==
[http://www.kfki.hu/fszemle/archivum/fsz9903/termo.html Termofoszforeszcencia, termolumineszcencia]
[[Kategória:Fizika]]
[[en:Thermoluminescence]]
[[es:Termoluminiscencia]]
[[fi:Termoluminesenssi]]
[[it:Termoluminescenza]]
[[pl:Termoluminescencja]]
[[pt:Termoluminescência]]
[[ru:Термолюминесценция]]
[[sl:Termoluminiscenca]]
| 