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文檔簡介
1、類胡蘿卜素是自然界中最豐富的天然色素之一,廣泛存在于包括人體在內(nèi)的生物有機體內(nèi)。作為重要的光合色素,在光合作用和預防人類的各種疾病等方面發(fā)揮了重要作用。長期以來,人們采用穩(wěn)態(tài)光譜(吸收光譜和拉曼光譜等)、時間分辨超快光譜以及理論方法對類胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)、基態(tài)和激發(fā)態(tài)能級及其動力學特性進行了大量的研究,為探索類胡蘿卜素實現(xiàn)其生物功能的機理提供了重要信息。然而,到目前為止仍有一些問題尚不清楚,如某些中間電子態(tài)和振動能級是否存在、其弛豫過程究竟
2、如何以及環(huán)境因素如何影響類胡蘿卜素的生物功能等。
本文選擇五種典型結(jié)構(gòu)的類胡蘿卜素(番茄紅素、葉黃素、玉米黃質(zhì)、蝦青素和β-胡蘿卜素)作為研究對象,首先進行了五種類胡蘿卜素分子結(jié)構(gòu)的理論計算,獲得了穩(wěn)定的分子構(gòu)型與相應的鍵長、鍵角和二面角的取值以及拉曼光譜的一些信息。然后測量了常壓條件下五種類胡蘿卜素晶態(tài)及其在CS2溶劑中的拉曼光譜,研究了不同的分子構(gòu)型及環(huán)境對拉曼光譜特性的影響。研究結(jié)果顯示,由于分子間的作用力不同,不同結(jié)構(gòu)
3、的類胡蘿卜素在不同的環(huán)境下的分子扭曲程度不一樣,極性類胡蘿卜素(葉黃素、玉米黃質(zhì)和蝦青素)和鏈狀的番茄紅素在晶態(tài)時的扭曲程度大于其在溶劑中的扭曲程度,而帶有環(huán)結(jié)構(gòu)的非極性分子β-胡蘿卜素分子的扭曲情況與其他類胡蘿卜素的扭曲情況相反。將高壓條件和拉曼光譜技術相結(jié)合,實現(xiàn)了高壓條件下的拉曼光譜測量,重點研究了直鏈狀類胡蘿卜素(番茄紅素)在正己烷溶劑中的高壓拉曼光譜特性。實驗顯示,番茄紅素ν1帶的峰位對壓力的敏感性高于ν2帶對壓力的敏感性。將
4、番茄紅素與具有環(huán)結(jié)構(gòu)的β-胡蘿卜素進行對比發(fā)現(xiàn),隨壓力的增加番茄紅素ν1帶與ν2帶的峰位向高波數(shù)移動的速率均快于β-胡蘿卜素ν1帶與ν2帶的峰位向高波數(shù)移動的速率;在修正了已有的拉曼光譜的壓力競爭模型后的進一步研究發(fā)現(xiàn),這是由于壓力對番茄紅素C=C鍵與C-C單鍵的壓縮貢獻明顯大于壓力對β-胡蘿卜素的C=C鍵與C-C鍵的壓縮貢獻的結(jié)果。本研究為深入探討不同類型的類胡蘿卜素的構(gòu)型、基態(tài)和激發(fā)態(tài)等特性提供了重要的理論和實驗依據(jù),為進一步研究深
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