叶绿素的光敏性质探究

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1、叶绿素的光敏性质探究(与二氢卟吩e4对比)研究背景光敏剂的光漂白(photobleaching)是指在光的照射下，光敏剂所激发出来 的荧光强度随着时间推移逐步减弱乃至消失的现象，这是光动力诊断临床应用中 考虑光剂量和检测需用时间的一个重要因素。长波红光在组织中具有较大的穿透深度，从而能保证足够的治疗深度：大的 吸光度能保证充分利用光能量和尽可能减少药物剂量；光敏剂吸光度的大小是决 定药物剂量的理论依据。过多的光敏剂分布于癌组织中势必会影响光的穿透深 度，然而使用过少的光敏剂又不能产生应有的疗效。因此，光敏剂的使用剂量要 依据其吸光度的大小和肿瘤组织的大小来权衡。对于同一种光敏剂，它的漂白时间将

2、随入射光的光能流率的增大而减小。再 次，除了与光敏剂的类型有关外，还与初始浓度和入射光源的波长有关。初始浓 度越大，光漂白时间越长。实验意义：探究不同浓度的叶绿素在不同光源、不同时间的照射下，其吸光 度随时间的变化，探测其光漂白特性，为更好地在临床应用上要保持光敏剂的有 效杀伤浓度，且控制好光敏剂的激发时间，这样才能保证治疗的效果。初步设想：探究叶绿素在不同浓度，不同光源，不同光照时间对光的敏感性：(1) 用紫外检测得到叶绿素的紫外可见吸收光谱，与二氢口卜吩e4的光谱图 比较。(最好能同时测定荧光光谱)(2) 在叶绿素的最大吸收波长处检测浓度为0.05 mg/ml ，0.1 mg/ml ，0.

3、2 mg/ml ，0.3 mg/ml， 0.4mg/ml的叶绿素的吸光度，并制作曲线图，验证其是 否符合朗伯-比尔定律。(3) 实验设置了不同的六组光源：白光、红外光、黄光、绿光、蓝光、紫外 光，分别对0.4mg/ml的叶绿素待测样品进行垂直照射10min、20min、30min、 40min、50min、60min、80min、100min，取照射后的各样品进行紫外-可见吸收 光谱的检测，通过光谱的变化，探究光敏剂叶绿素明显的光漂白特性。(4) 另外，关于温度的影响关系实验，在恒温水浴锅里设置叶绿素溶液 (0.4mg/ml)的温度分别为 7C, 17C, 27C, 37C, 47C, 57C

4、，然后检测其 吸光度，探究温度对吸光度的影响。(5)量取1ml 0.8mg/ml的叶绿素溶液分别加入1.0ml0. 05mol/L的HCl溶液， 1.0ml0.01mol/L 的 HCl 溶液，1.0ml 水，1.0ml0.01mol/L 的 NaOH 溶液，1.0ml 0. 05mol/L的NaOH溶液，用pH计测定其pH值，再测定其在最大吸收波长下 的吸光度，探究pH值对吸光度的影响。仪器药品：SHIMADZU 生产的 UV 1700 spectrophotometer (UV 1700 岛津 分光光度计)、紫外灯、红光灯、黄光灯、绿光灯、蓝光灯、白光灯、罩灯的纸 箱、插座、移液枪、石英比

5、色皿、蒸馏水、擦镜纸、烧杯、4ml 一次性试管(8 支)、标签纸、容量瓶、黑色塑料袋、计时器、叶绿素1 mg/ml, 0.4mg/ml, 0.3 mg/ml, 0.2 mg/ml, 0.1 mg/ml, 0.05 mg/ml), 0.5mol/LNaOH 溶液，0.5mol/L HCl 溶液实验所需的药品预先配制好，配好的药品盛装在棕色细颈玻璃瓶中，避光低 温保存在冰箱冷藏室。实验步骤:叶绿素的光敏性质实验1. 待测叶绿素溶液的配制(1) 1.0mg/ml叶绿素溶液称取25mg叶绿素，用去离子水完全溶解，再定容至25ml；(2) 0.8mg/ml叶绿素溶液移取8ml (1)号溶液，用去离子水定

6、容至10ml；(3) 0.4mg/ml叶绿素溶液移取10ml (1)号溶液，用去离子水定容至25ml；(4) 0.3mg/ml叶绿素溶液：移取3ml (1)号溶液，用去离子水定容至10ml；(5) 0.2mg/ml叶绿素溶液移取2ml (1)号溶液，用去离子水定容至10ml；(6) 0.1mg/ml叶绿素溶液移取1.0ml (1)号溶液，用去离子水定容至10ml；(7) 0.05mg/ml叶绿素溶液移取0.5ml (1)号溶液，用去离子水定容至10ml；2. 光照实验(1)选取0.4mg/ml，0.3 mg/ml， 0.2 mg/ml， 0.1 mg/ml， 0.05 mg/ml 叶 绿素溶液

7、，在测量溶液0分钟光照时的紫外吸收光谱，先找出最高吸收峰值对应 的吸收波长，根据光敏剂的光源选择原理，选取了符合波长的光源作为激发光源。 在激发光源一致的条件下，再进行不同光敏物质的分组照射及紫外吸收光谱检 测。在不同浓度的叶绿素溶液进行紫外检测(450700nm)，得出扫描图谱。附注：样品在502nm (S带)和656nm (Q带)处有两个特征吸收峰，在656nm 处叶绿素有一个强吸收峰，在502nm处有一个弱吸收峰，目前的分析工作仍在Q 带进行检测。选择Q带波长是因为在Q带检测有较高的灵敏性，物质在Q带的吸 收强度比S带强。因此选定656nm为叶绿素的检测波长。随着溶液浓度的增大，叶绿素在

8、可见光区的吸收也增大，但是吸收带的形状 没有发生变化。不管是在高浓度还是在低浓度下，除了吸收强度有所变化外，吸 收峰的相对大小和位置没有变化，也没有出现新的吸收带。说明在不同浓度溶液 中叶绿素均以单体形式存在。SOAO6O5O4(2)在相同最大吸收波长656nm下，对刚配制好的各浓度叶绿素溶液进行 紫外检测测定吸光度，分析叶绿素的吸光度对浓度的关系是否符合朗伯-比尔定 律。浓度(mg/ml)0.050.10.20.30.4吸光度0.183110.444090.923831.427491.93115叶绿素浓度与吸光度的关系曲线满足：y=4.9757-0.063 （R2=0.9999）,可见叶绿

9、素在浓度值为0.050.4mg/mL范围内，其与吸光度呈现一定的线性关系，符合朗 伯-比尔定律。故在以下不同光照时间中，只选取了 0.4mg/mL浓度的叶绿素溶液 作为实验检测。（2.1）采用紫光的光源在暗室中对待测样品（叶绿素，0.4mg/ml）进行10min、 20min、30min、40min、50min、60min、80min、100min、时间的垂直照射，每 次照射后取适量溶液进行紫外-可见吸收光谱的检测，分析叶绿素的光漂白特性。叶绿素在波长为紫光的光源下的光照时间与吸光度的关系:光照时间（min）10203040506080100吸光度（656nm）1.890261.863891.

10、848631.816531.832281.802981.737791.69226I- 紫光（2.2）用红光作为光源，分别把叶绿素的0.4 mg/ml进行10min、20min、30min、 40min、50min、60min、80min、100min时间的垂直照射，取照射后的各样品进 行紫外-可见吸收光谱的检测，在同种物质、时间间隔一样（10min）的条件下进 行了对比实验。叶绿素在红光光源下的光照时间与吸光度的关系:光照时 间（min）10203040506080100吸光度1.900271.863891.814701.816531.746581.736991.635741.56970时间/

11、min10min4.5 红光光照时间对叶绿素的影响20min30min4.0 -40min150min3.560min80min3.01I00min-0.5111111450500550600650700波长/nm(2.3)用黄光光源分别把叶绿素的0.4 mg/ml进行10min、20min、30min、40min、 50min、60min、80min、100min时间的垂直照射，取照射后的各样品进行紫外- 可见吸收光谱的检测，在同种物质、时间间隔一样(10min)的条件下进行了对 比实验。光照时间102030405060708090100(min)吸光度656nm1.809691.76477

12、1.703001.659421.619871.580571.541141.50611.477661.44556叶绿素在波长为黄光光源下的光照时间与吸光度的关系:(2.4)用绿光灯光分别把叶绿素的0.4 mg/ml进行10min、20min、30min、40min、 50min、60min、80min、100min时间的垂直照射，取照射后的各样品进行紫外-可见吸收光谱的检测，在同种物质、时间间隔一样（10min ）的条件下进行了对 比实验。叶绿素在波长为绿光灯光源下的光照时间与吸光度的关系：光照时间（min）10203040506080100吸光度（656nm）1.852421.833981.8

13、18241.802981.788211.773931.746581.723511.951.901.851.7520100光吸 1.80-406080时间/min1.70 0（2.5）用蓝光灯分别把叶绿素的0.4 mg/ml进行10min、20min、30min、40min、 50min、60min、80min、100min时间的垂直照射，取照射后的各样品进行紫外- 可见吸收光谱的检测，在同种物质、时间间隔一样（10min）的条件下进行了对 比实验。叶绿素在波长为蓝光灯光源下的光照时间与吸光度的关系：光照时间（min）10203040506080100吸光度（656nm）1.891581.875

14、611.841311.794681.766241.740721.662961.60339(2.6)用白光分别把叶绿素的 0.4 mg/ml 进行 10min、20min、30min、40min、 50min、60min、80min、100min时间的垂直照射，取照射后的各样品进行紫外- 可见吸收光谱的检测，在同种物质、时间间隔一样(10min)的条件下进行了对 比实验。光照时间10203040506080100(min)吸光度(656nm)1.854371.821661.806151.791381.764771.739261.692261.66052叶绿素在波长为白光灯光源下的光照时间与吸光度的关系:(3)在最大吸收波长656nm下(严格控制光照时间)，2C、17C、27C、37C、 47C、57C的0.4mg/ml叶绿素溶液测定吸光度，探究温度对叶绿素光谱特性的 影响。温度2C17 C27 C37 C47 C57 C吸光度(656nm)1.565801.565801.574581.58459