溶剂效应对叶绿素a荧光猝灭的研究

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1、分类号：O43单位代码：10183研究生学号：2015322067密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）溶剂效应对叶绿素a荧光猝灭的研究StudyonSolventEffectonChlorophyllaFluorescenceQuenching作者姓名：刘天池专业：光学研究方向：荧光光谱指导教师：门志伟教授培养单位：吉林大学物理学院2018年5月溶剂效应对叶绿素a荧光猝灭的研究StudyonSolventEffectonChlorophyllaFluorescenceQuenching作者姓名：刘天池专业名称：光学指导教师：门志伟教授学位类别：理

2、学硕士答辩日期：2018年5月25日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：光学论文题目：溶剂效应对叶绿素a荧光猝灭的研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市前进大街2

3、699号作者联系电话：18204317328未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意

4、识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日溶剂效应对叶绿素a荧光猝灭的研究摘要叶绿素a是广泛存在于绿色植物体中的物质，是光合作用中不可或缺的基础物质之一。光合作用将光能转化成为生物化学能，给地球上的生命提供能量。光合作用是由光捕获开始的，紧接着通过非常复杂的色素-蛋白复合物网络进行一系列能量转移，并在光合作用中心，产生电子转移。这些过程都是与叶绿素a有非常紧密的联系的，在不同的功能结构中，叶绿素a发挥的作用是不同的。叶绿素a的吸收，荧光都处于可见光区间，这给我们研究叶绿素a的结构提供了便利。通过研究叶绿素a吸收光谱及荧光光谱在不同外

5、环境影响下的变化，我们可以模拟叶绿素a在不同活体环境中的光谱响应，并以此了解叶绿素a在有机生命体内的不同结构中所发挥的不同功能。β-胡萝卜素同样是光合作用的基础物质之一，线性多烯子是具有π电子共轭双键的链状分子。其非线性系数大、光电响应快的特性，在研制高质量半导体方面有重要应用。同时，β-胡萝卜素与叶绿素a相比，有相对松弛的化学结构，是一种良好的猝灭剂，对调节光合作用效率、光保护、光合作用中的能量转移和扩展有机体的光捕获光谱范围都发挥着重要作用。因此，通过研究β-胡萝卜素的电子态及振动态的特性，可以得到β-胡萝卜素能级信息。其中已知公认的暗-1态S1位

6、于S2能级之下约4000cm处，已满足简单能量转移机制所需要满足的条件。因此，通过改变溶剂浓度，溶剂极性等，对无法在稳态光谱中无法观测的β-胡萝卜素S1态能级位置进行调制，从而得到能量转移等能间接表征S1能态特征的光谱参数。本论文应用Beer-Lambert定律、Frank-Condon跃迁模型,有效共轭长度模型，联用吸收光谱和荧光光谱技术，并结合拉曼光谱，测量了不同浓度的β-胡萝卜素溶于叶绿素a的吸收光谱、荧光光谱。研究了添加猝灭剂β-胡萝卜素前后，改变猝灭剂浓度时其吸收光谱及荧光光谱的强度、频移、线型等，并做出了Stern-Volmer曲线。通过改

7、变溶剂极化率，使β-胡萝卜素的吸收光谱红移，进而调制其S1能级位置、黄昆因子、电子-声子耦合等特性，并观测此时不同浓度A猝灭剂对吸收光谱及荧光光谱的影响。取得的创新成果如下：1、叶绿素a和β-胡萝卜素混合溶液的吸收、荧光光谱在不同极性溶剂下猝灭效率不同。叶绿素a的荧光强度随着β-胡萝卜素的增加而减小。外环境如温度及溶剂效应等对类胡萝卜素的π电子离域扩展有调节作用，离域扩展的π电子对分子有序性有提升作用。改变溶剂极性，β-胡萝卜素的激发态能级与叶绿素a的激发态能级更加靠近，导致了电子转移的发生。电子转移的发生会产生电子分离-+对(Chl·Chl)，这个复

8、合体不会产生荧光，从而造成了荧光猝灭。通过与叶绿素的相互作用来调节光合作用的能量流，从而可观察