5. Энергияның миграциясы.

Бір молекула жұтқан энергияның сәулеленуі оған жақын жатқан басқа бір молекулаға берілуі мүмкін.

Биожүйелерде энергия берілуінің жолы:

- ерітінділерде жүретін энергияға бай фосфорлы қосылыстардың диффузиясы.

- энергияның миграциясы (көшуі).

Энергияның миграциясы- атомаралық аралықтан үлкен аралықтағы бір молекулаға басқа молекулаға энергияның доноры мен акцепторының кинетикалық соқтығуынсыз энергияның жылуға шығындалмай, сәулеленусіз берілуі.

Молекула энергияны жұтып, негізгі энергетикалық деңгейден аса жоғары, қозған деңгейге өтеді. Осы электрондар орбита бойымен қозғалғанда, молекулада айнымалы электромагниттік өріс пайда болады. Осы өрістің тербеліс жиілігі қозған электронның энергетикалық деңгейімен анықталады. Егер қозған молекуланың жанында қозбаған молекула болса және оның энергетикалық деңгейі қозған молекуланың энергетикалық деңгейіндей не одан біраз кем болатын болса, онда резонанс құбылысы жүреді. Осы кезде қозбаған молекула қозып, қозған молекула қозбаған күйге өтеді, яғни қозған молекуланың энергиясы қозбаған молекулаға мүмкінше толығымен беріледі. Осы жағдай донордың сәулелендіретін электромагниттік тербелістерінің жиілігі энергия акцепторының тербелістер жиілігімен сәйкес келгенде орындалады.

Осы аталған үрдістерді үлгі түрінде былай көрсетуге болады:

Миграцияның орындалуы үшін қажетті шарттар:

1. Энергия донорының электромагниттік өрістің таралуын жүзеге асыруға қабілеті болу керек, яғни люминесценцияға қабілеті болу керек.

2. Донордың электромагниттік өрісінің тербеліс жиілігі акцептордың тербеліс жиілігімен сәйкес келу керек. Ол үшін донордың люминесценция спектрі акцептордың жұтылу спектрімен жабылуы керек.

3. Донор мен акцептордың жақын аралыққа жақындаулары керек.

Молекулалар аралығының артуы кезінде миграцияның ықтималдығы кенет кемиді. Миграция ықтималдығы молекулалар арасындағы арақашықтықтың 6- шы дәрежесі шамасына кері пропорционал. Сол себепті миграция тиімді болады, егер донор мен акцептор жеткілікті жақындаса (1- 10нм). Қозу энергиясының көшуі синглетті, триплетті деңгейлерде де байқалады. Миграцияның бағыты термодинамиканың 2-ші заңымен анықталады және донордың аса жоғары деңгейіндегі электрондардың акцептордың аса төменгі деңгейіне өтуіне сәйкес келеді.

Миграцияның орындалуы спектрлік әдістер арқылы анықталады. Егер зат фотохимиялық реакцияға тікелей қатыспай, люминесценциялана бастаса (сенсибильденген люминесценция), онда бұл энергияның көшуінің орындалатындығын білдіреді, яғни осы заттың молекулаларының жарықтың жұтылуына тікелей қатынасатын басқа молекулалардан энергияның алатындығын білдіреді. Қарастырылған миграция түрі резонансты деп аталады, өйткені ол донор мен энергия акцепторының резонансы нәтижесінде орындалады. Резонансты әдіспен ақуыздардағы энергия көшуінің тиімділігі (ықтималдығы) бірнеше пайызды ғана құрайды, сол себепті ақуыздардағы энергия тасымалының осы түрінің олар үшін мәні жоқ. Нуклеин қышқылдары үшін энергияның резонансты көшуінің тиімділігі 30% - ке жетеді. Энергияның резонансты көшуі хромофорлардың көп мөлшері болатын жүйелерде 100%- ке жетуі мүмкін.

Кейбір жағдайларда қозған электрон бір молекуладан басқа молекулаға қозған деңгей бойымен орын ауыстыра алады. Электрон кетіп қалғанда пайда болған «саңылау, бос орын, тесік» осы деңгей бойымен оның соңынан ілесе орын ауыстыра алады. Осындай орын ауыстыратын электрон- «тесік» жұбы экситон деп аталады, ал экситонның көмегімен энергияның көшуі экситонды миграция деп аталады.

Резонансты көшуден энергияның экситонды көшуінің айырмашылығы- ол үлкен аралықта орындала алады.