常壓和高壓條件下四種類胡蘿卜素可見吸收光譜的研究.pdf

1、類胡蘿卜素是自然界中僅次于葉綠素的第二大類光合作用色素，番茄紅素、β-胡蘿卜素、玉米黃素和葉黃素是600多種類胡蘿卜素的典型代表。作為光合作用的輔助色素，既賦予各種生物絢麗的色彩，又具有光能傳遞和驅(qū)散過多光能以及穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)等重要的生理學(xué)功能。類胡蘿卜素的光保護和光捕獲功能是通過它們較低能級激發(fā)態(tài)之間的能量傳遞實現(xiàn)的。
　　本文研究了四種類胡蘿卜素在常壓和高壓條件下的吸收光譜，分析了吸收光譜實驗新現(xiàn)象的物理機理，獲得了一些創(chuàng)新性

2、的研究成果。實驗測量了常壓條件下番茄紅素在正己烷和二硫化碳溶劑中以及玉米黃素和葉黃素在二硫化碳溶劑中的吸收光譜。番茄紅素在二硫化碳溶劑中吸收光譜的峰位和譜帶與其在正己烷溶劑中的吸收光譜的峰位和譜帶相比有明顯的紅移和展寬，這是因為二硫化碳溶劑的極化率大于正己烷溶劑的極化率，導(dǎo)致二硫化碳與番茄紅素分子之間的色散相互作用大于正己烷與番茄紅素分子之間的色散相互作用的結(jié)果。通過對二硫化碳溶劑中的番茄紅素、β-胡蘿卜素、玉米黃素和葉黃素吸收光譜的研

3、究發(fā)現(xiàn)，造成四種類胡蘿卜素的吸收光譜具有不同峰位的主要原因是它們的C=C共軛鏈具有不同的有效長度，而造成它們的吸收光譜具有不同帶寬的主要原因則是它們具有不同數(shù)量的與共軛鏈相連的β-環(huán)，C=C共軛鏈的有效長度對吸收光譜帶寬的影響很小。實驗測量了高壓條件下番茄紅素在正己烷和二硫化碳溶劑中以及玉米黃素在二硫化碳溶劑中的吸收光譜，使用時域方程對實驗數(shù)據(jù)進行了擬合。在0.2GPa到樣品固化的壓力范圍內(nèi)，0-0帶的峰位紅移隨BP參數(shù)增大的線性關(guān)系可

4、以用Bayliss理論解釋。更低壓力下的0-0帶的峰位紅移對線性關(guān)系的偏離歸因于溶劑分子取向的無規(guī)分布。與β-胡蘿卜素比較，二硫化碳溶劑中的番茄紅素0-0帶的峰位紅移隨BP參數(shù)增大的變化較慢，但在正己烷溶劑中兩者的變化趨勢近似相同。這是由于高壓下β-環(huán)的扭轉(zhuǎn)影響了溶質(zhì)和溶劑分子之間色散相互作用，導(dǎo)致高壓條件下番茄紅素和β-胡蘿卜素在不同溶劑中的峰位紅移和帶寬的不同變化。實驗發(fā)現(xiàn)，在兩種溶劑中，番茄紅素吸收光譜的0-0與0-1振動帶的峰位