Молярный коэффициент поглощения

Мера того, насколько сильно химическое вещество поглощает свет определенной длины волны.

В химии молярный коэффициент поглощения или молярный коэффициент ослабления ( ε ) ^[1] является показателем того, насколько сильно химическое вещество поглощает и тем самым ослабляет свет на заданной длине волны . Это внутреннее свойство вида. Единицей молярного коэффициента поглощения в системе СИ является квадратный метр на моль ( м ² /моль ), но на практике величины обычно выражаются в единицах М ^-1 ⋅см ^-1 или л⋅моль ^-1 ⋅см ^-1 ( последние две единицы равны 0,1 м ² /моль ). В более старой литературе иногда используется см ^{2 /моль;} 1 М ^-1 ⋅см ^-1 равна 1000 см ² /моль. Молярный коэффициент поглощения также известен как молярный коэффициент поглощения и молярная поглощающая способность , но использование этих альтернативных терминов не поощряется ИЮПАК . ^{[2] [3]}

Закон Бера – Ламберта

Поглощение материала, имеющего только один поглощающий компонент, также зависит от длины пути и концентрации частиц в соответствии с законом Бера – Ламберта .

${\displaystyle A=\varepsilon c\ell ,}$

где

• ε — молярный коэффициент поглощения этого материала;
• c — молярная концентрация этих веществ;
• ℓ — длина пути.

В разных дисциплинах существуют разные соглашения относительно того, является ли поглощение десятичным (на основе 10) или неперовым (на основе e), т.е. определяется в отношении пропускания через десятичный логарифм (log ₁₀ ) или натуральный логарифм (ln). Молярный коэффициент поглощения обычно десятичный. ^{[1] [4]} При наличии двусмысленности важно указать, какая из них применима.

Если в растворе имеется N поглощающих частиц, общее поглощение представляет собой сумму поглощений для каждого отдельного вида i :

${\displaystyle A=\sum _{i=1}^{N}A_{i}=\ell \sum _{i=1}^{N}\varepsilon _{i}c_{i}.}$

Состав смеси N поглощающих частиц можно определить путем измерения оптической плотности на N длинах волн (также должны быть известны значения молярного коэффициента поглощения для каждой частицы на этих длинах волн). Выбранные длины волн обычно представляют собой длины волн максимального поглощения (максимумы поглощения) для отдельных видов. Ни одна из длин волн не может быть изобестической точкой для пары видов. Чтобы найти концентрации каждого поглощающего вещества, можно решить систему следующих одновременных уравнений :

${\displaystyle {\begin{cases}A(\lambda _{1})=\ell \sum _{i=1}^{N}\varepsilon _{i}(\lambda _{1})c_{i},\\\ldots \\A(\lambda _{N})=\ell \sum _{i=1}^{N}\varepsilon _{i}(\lambda _{N})c_{i}.\\\end{cases}}}$

Молярный коэффициент поглощения (в единицах см ² ) напрямую связан с сечением затухания через константу Авогадро N _A : ^[5]

${\displaystyle \sigma =\ln(10){\frac {10^{3}}{N_{\text{A}}}}\varepsilon \approx 3.82353216\times 10^{-21}\,\varepsilon .}$

Коэффициент массового поглощения

Массовый коэффициент поглощения равен молярному коэффициенту поглощения, деленному на молярную массу поглощающего вещества.

ε _м = ε ⁄ M

где

• ε _m = коэффициент поглощения массы
• ε = Молярный коэффициент поглощения
• M = молярная масса поглощающих частиц

Белки

В биохимии молярный коэффициент поглощения белка при 280 нм зависит почти исключительно от количества ароматических остатков, в частности триптофана , и может быть предсказан по последовательности аминокислот . ^[6] Аналогичным образом, учитывая нуклеотидную последовательность, можно предсказать молярный коэффициент поглощения нуклеиновых кислот при 260 нм .

Если известен молярный коэффициент поглощения, его можно использовать для определения концентрации белка в растворе.

Рекомендации

1. «Глава 11, раздел 2. Термины и символы, используемые в фотохимии и светорассеянии» (PDF) . Сборник по аналитической номенклатуре (Оранжевая книга) . ИЮПАК. 2002. с. 28.
2. ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) «Вымирание». дои :10.1351/goldbook.E02293
3. ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Интернет-исправленная версия: (2006–) «Поглощаемость». дои :10.1351/goldbook.A00044
4. «Молекулярная спектроскопия» (PDF) . Сборник по аналитической номенклатуре . ИЮПАК. 2002.«Измерительная техника» (PDF) . Сборник по аналитической номенклатуре . ИЮПАК. 2002.
5. Лакович, младший (2006). Принципы флуоресцентной спектроскопии (3-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. п. 59. ИСБН 9780387312781.
6. Гилл, Южная Каролина; фон Хиппель, PH (1989). «Расчет коэффициентов экстинкции белка по данным аминокислотной последовательности». Аналитическая биохимия . 182 (2): 319–326. дои : 10.1016/0003-2697(89)90602-7. ПМИД  2610349.

Внешние ссылки

• Nikon MicroscopeU: Введение в флуоресцентные белки включает таблицу молярных коэффициентов ослабления флуоресцентных белков .