5- mavzu. Kvant biofizikasi elementlari

C) Nurlanishsiz amalga oshuvchi o’tishlar
Bu xil o’tishlarni ikki turga ajratish mumkin:bir xil multipnetlikka ega, har xil elektrolni qo’zg’alish holatlari aro Molekulyari nurlanishsiz o’tishlar, ya’ni singnet- sing­net (S₁  S_o) va triplet- triplet (T₂  T₁) o’tishlar imkoni ham mavjud bo’lib, bunday o’tishlar ichki konversiya deb ataladi.
Har xil multipnetlikka ega holatlararo Molekulyari o’tishlar (ya’ni S₁  T₁, T₁  So), bunday o’tishlar interkombinasion konversiya deb ataladi. Energiyaning qo’zg’algan molekuladan atrofdagi boshqa molekulalarga uzatilishi ham Nurlanishsiz o’tishga tegishlidir. Bunda elektrol energiyasi tebranma, aylanma va ilgarilama harakat energiyalari sifatida uzatilishi mumkin.
Molekula tuzilishi nazariyasidan ma’lumki, Molekulyar orbitallar , n va .-tiplariga bo’linadi. Qo’zg’anish paytida elektrol -orbitandan, qo’zg’algan *-orbitanga o’tadi va bunday o’tish   * o’tish deb ataladi. Organik molekulalarda ko’pincha   *, n  * va n  * -o’tishlar qayd etilib, ular zaryad tashilish bilan bog’liq.
D) Elektrol qo’zg’alish energiyasining migrasiyalanishi
Energiya migrasiyasi qo’zg’algan molekulalarning S₁ va T₁- sathlaridan amalga oshadi. Energiya migrasiyalanishi - energiyaning Nurlanish­siz, donor (D) bilan akseptorning (A) kinetik to’qnashuvilarisiz isiqlikka aylanmasdan, atomlar oralig’idan ancha katta masofaga uzatilishidir.
D + h  D*; D* + A  A* + D.
Energiyaning migrasiyalanishi bir molekula ichida yoki molekulalar o’rtasida amalga oshishi mumkin. Birinchi holda, energiyaning uzatilishi bitta molekula doirasida, uning xromofor guruhi ichida yoki ikkita bog’langan yoki bog’lanmagan guruhlar aro amalga oshadi. Molekulalar aro energiya migrasiyalanishining oddiy holi reabsorbsiya qo’zg’algan molekulalar Nurlanishining takroran yutilishi dir. Bunday jarayon konsentrlangan eritmalar fluoressensiyasining susayishida namoyon bo’ladi. Fotobiologik jarayenlarda elektrolni qo’zg’alish energiyasining Nurlanishsiz o’tish mexanizmiga binoan migrasiyalanishi muhim ahamiyat­ga ega.
Almashma-rezonans yo’li. Bu yo’l donor va akseptor molekulalari elektrol orbitallarining bevosita qoplanish vaziyatida amalga oshadi. Shu munosabat bilan D bilan A energiya jihatidan farqlanadigan elektrollarini ayirboshlaydi ("issiq" molekula qo’zg’algan elektrol ini "sovuq" molekulaga berib, uning elektrolini o’zi oladi). Do­nor va akseptor molekulalarning o’zaro uzoqlashishi bilan, migrasiya ehtimonnigi molekulalararo masofaning 6- darajasiga proporsionan ravishda kamayadi. Fosforessensiya spektrida umumiy to’lqin uzunligi sohasining paydo bo’lishi bu xil migrasiyaning mumkinligini tas­diqlaydi.
Induktiv- rezonans yo’li. Molekulalararo ancha katta ( ~ 2 -10 nm) masofalarda amalga oshib, qo’zg’algan D^* molekula bilan akseptor molekulalarning rezonansni ta’sirlanishi tufayli yuz beradi. Molekulalararo tabiatan zaif ta’sirlashish yaqin chastotalarda tebranishga qodir xususiy molekulyar ossilyatorlar juftini bog’lovchi elektro­maydon vositasida joriy etiladi (bunda molekulalar elektr dipon­lari sifatida qaraladi). Bu singnet- singnet, triplet- triplet o’tishlardan iborat bo’lib, eritmalarda, ayniqsa, biologik sistema­larda ko’proq qayd etiladi. Fluoressensiya spektrida umumiy to’lqin uzunligi sohasining paydo bo’lishi energiya migrasiyalanishi mazkur mexanizmining mumkinligini isbotnaydi.
Eksiton yo’li. Bu yo’l kristalni strukturalarda uchraydi. Qo’zg’algan elektrol ning bir molekuladan boshqa bir molekulaga tez "sak­rab" o’tishi natijasida, fazoviy yaqin joylashgan molekulalar guruhi (knaster)ning birgalikda qo’zg’alishi sodir bo’ladi. Masalan, chala o’tkazgichlar kristalida qo’zg’alish natijasida, elektrol - teshik jufti hosil bo’lib, bu xil yaxlit juftlar kvazizarrachalar (eksiton) ma’lum vaqt yashab, birgalikda harakatlanadi. O’zida qo’zg’alish energiya­sini mujassamlantirgan eksiton tez migrasiyalanib, yuzlab, hatto minglab molekulalar bilan uchrashib chiqadi. Energiyaning migrasiyalanishi fotodinamik effektlarda ham yuz beradi. Elektrollarning tun­nen orqali tashilishi, mexanizmi jihatidan energiya migrasiyalanishiga yaqin bo’lib, jarayon o’zaro energiya to’sig’i orqali ajrangan oqsil ta­biatli tashuvchi - molekulalar o’rtasida amalga oshadi. Elektrolning tunnel orqali tashilishi elektrol energiyasi donor bilan akseptor o’rtasidagi energetik baryer balandligidan kam bo’lgan sharoitda yuz beradi. Effekt sof-mexanikaviy tabiatga ega bo’lib, 0,5- 1.0 nm masofada amalga oshadi. Elektrolning to’siq ostidan tunnel orqani o’tish mexanizmiga xos aloidanik shundan iboratki, u hatto tuban harorat- suyuq azot harorati (77 K) va undagi ham tubanda amalga oshaveradi. Bunday sharoitda arrenius mexanizmi asosida kechadigan odatdagi fizika-kimyoviy jarayonlar "ishlamay" qo’yadi. Tunnel orqali tashilish odatdagi haroratda ham sodir bo’ladi.