Свічення молекул урацилу на поверхні під дією пучка електронів

Abstract

Вперше методом електрон-фотонної спектроскопії (ЕФС) отримано спектр свічення молекул азотистої основи нуклеїнових кислот (НК) урацилу, адсорбованих на поверхні твердого тіла, під дією пучка електронів з енергією 600 еВ. В інтервалі 200 – 800 нм виявлено три молекулярні смуги з максимумами при λ ~ 335 нм, λ ~ 435 нм і λ ~ 495 нм. Представляється, що механізми формування цих смуг обумовленні збудженням π – електронів молекули урацилу з основного стану S0 у збуджені синглетні Sn та триплетні Tn стани з їх подальшою дезактивацією та радіаційним розпадом.

Впервые методом электрон-фотонной спектроскопии получено спектр свечения молекул азотистого основания нуклеиновых кислот (НК) урацила, адсорбированных на поверхности твердого тела, под действием пучка электронов с энергией 600 эВ. В интервале длин волн 200 – 800 нм обнаружены три молекулярные полосы с максимумами при λ ~ 335 нм, λ ~ 435 нм и λ ~ 495 нм. Представляется, что механизмы формирования этих полос обусловлены возбуждением π – электронов молекулы урацила из основного состояния S0 в возбужденные синглетные Sn и триплетные Tn состояния с их последующей дезактивацией и радиационным распадом.

Background: The interaction of high-energy radiation (α, β, γ- rays or heavy ions) on living cells, basically, does not lead directly to the degradation of the biopolymer molecules, including covalent bonds in the primary structure of nucleic acids. This function is performed by the secondary electrons that are produced in large quantities during the passing of the high-energy radiation stream through biostructures. The aim of this work is to identify the luminescence of uracil molecules under electron beam in the environment where these molecules are placed on the surface of the polycrystalline matrix. Materials and methods: Research carried out using the method of electron-photon spectroscopy. Experimental samples were the planar ceramic plates with the size 10×10×2 mm. Immobilization of biomolecules performed by their precipitate from an aqueous solution on the surface of the ceramic matrix. Results: For the first time the radiation spectrum of the surface with absorbed molecules of nitrogenous base uracil NA under the electron beam energy of 600 eV under the conditions of ultrahigh vacuum P ≤ 5·10-9 Thor was obtained. In the energy range of 200 – 800 nm three broad molecular bands with maxima at λ ~ 335 nm, λ ~ 435 nm and λ ~ 495 nm were discovered. Conclusion: It appears that the mechanisms of formation of radiation bands caused by excitation of π - electron of the uracil molecules from the ground singlet state S0 to Sn excited singlet state and excited triplet state Tn, with their deactivation into S1 and T1 states. The radiation decay of S1 state to the ground state generates fluorescence band with a maximum at λ ~ 335 nm. Molecular band with a maximum at λ ~ 435 nm is phosphorescence band and is caused by the radiation decay of T1 states to the ground S0 state.