stringtranslate.com

Спектр действия

Спектры поглощения свободного хлорофилла a ( синий ) и b ( красный ) в растворителе. Спектры действия молекул хлорофилла немного изменяются in vivo в зависимости от специфических пигмент-белковых взаимодействий.

Спектр действия — это график скорости биологической эффективности, построенный против длины волны света . [1] Он связан со спектром поглощения во многих системах. Математически он описывает обратное количество света, требуемое для того, чтобы вызвать постоянную реакцию. Очень редко спектр действия описывает уровень биологической активности, поскольку биологические реакции часто нелинейны с интенсивностью.

Спектры действия обычно записываются в виде безразмерных ответов с пиковым ответом, равным единице, и также важно различать, относится ли спектр действия к квантам на каждой длине волны (моль или логарифм фотонов) или к спектральной мощности (Вт).

Он показывает, какая длина волны света наиболее эффективно используется в конкретной химической реакции . Некоторые реагенты способны использовать определенные длины волн света более эффективно для завершения своих реакций. Например, хлорофилл гораздо эффективнее использует красную и синюю области спектра света для осуществления фотосинтеза , чем зеленую область. Поэтому график спектра действия будет показывать пики выше длин волн, представляющих красный и синий цвета .

Первый спектр действия был получен Т. В. Энгельманном , который разделил свет на его компоненты призмой , а затем осветил кладофоры, помещенные в суспензию аэробных бактерий . Он обнаружил, что бактерии накапливаются в области синего и красного света разделенного спектра . Таким образом, он открыл влияние различных длин волн света на фотосинтез и построил первый спектр действия фотосинтеза. [2]

Спектры действия имеют широкий спектр применения в биологических и химических исследованиях, в частности, для понимания влияния ультрафиолетового (УФ) света на биологические молекулы и системы. Длина волны УФ-света находится в диапазоне от 295 нм до 400 нм и, как известно, вызывает повреждение кожи и ДНК. [3] В результате спектры действия использовались для измерения эффективности различных длин волн света при дезинфекции воды, скорости и механизма фотодеградации фолиевой кислоты в крови и хиральности молекул для определения вторичной структуры. [4] [5] [6] Другие примеры включают подавление мелатонина длиной волны [7] и различные функции опасности, связанные с повреждением тканей от видимого и почти видимого света. [8]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Gorton HL (22 апреля 2010 г.). «Спектры биологического действия». Photobiological Sciences Online . Американское общество фотобиологии . Получено 18 января 2020 г.
  2. ^ Кумар В. Банк вопросов по биологии для класса Xi (четвертое издание). Tata McGraw-Hill. стр. 311. ISBN 978-0-07-026383-3.
  3. ^ Лоуренс, Карл П.; Дуки, Тьерри; Саркани, Роберт П.Е.; Акер, Стефани; Херцог, Бернд; Янг, Энтони Р. (2018-08-24). «Пограничная область УФ/видимого излучения (385–405 нм) повреждает клетки кожи и индуцирует «темные» циклобутановые пиримидиновые димеры в коже человека in vivo». Scientific Reports . 8 (1): 12722. doi :10.1038/s41598-018-30738-6. ISSN  2045-2322. PMC 6109054 . PMID  30143684. 
  4. ^ Сан, Вэньцзюнь; Цзин, Цзыбо; Чжао, Чжинань; Инь, Ран; Санторо, Доменико; Мао, Тед; Лу, Цзэдун (2023-07-25). «Поведение доза-ответ патогенов и суррогатных микроорганизмов в спектре ультрафиолета-С: эффективность инактивации, спектры действия и механизмы». Environmental Science & Technology . 57 (29): 10891–10900. doi :10.1021/acs.est.3c00518. ISSN  0013-936X.
  5. ^ Juzeniene, Asta; Thu Tam, Tran Thi; Iani, Vladimir; Moan, Johan (2013-09-05). «Спектр действия фотодеградации фолиевой кислоты в водных растворах». Журнал фотохимии и фотобиологии B: Biology . 126 : 11–16. doi :10.1016/j.jphotobiol.2013.05.011. ISSN  1011-1344.
  6. ^ Барран, Пердита (2020-06-26). «Спектры действия хиральной вторичной структуры». Science . 368 (6498): 1426–1427. doi :10.1126/science.abc1294. ISSN  0036-8075.
  7. ^ Brainard GC, Hanifin JP, Greeson JM, Byrne B, Glickman G, Gerner E, Rollag MD (август 2001 г.). «Спектр действия для регуляции мелатонина у людей: доказательства нового циркадного фоторецептора». The Journal of Neuroscience . 21 (16): 6405–12. doi :10.1523/JNEUROSCI.21-16-06405.2001. PMC 6763155. PMID  11487664 . 
  8. ^ Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения. (Июль 2013 г.). «Руководящие принципы ICNIRP по пределам воздействия некогерентного видимого и инфракрасного излучения» (PDF) . Health Physics . 105 (1): 74–96. doi :10.1097/HP.0b013e318289a611. PMID  35606999.

Внешние ссылки